【題目】鎳廢料中主要含有Ni,還有少量的Cu、Fe、Pb等,F(xiàn)從中制取Ni2O3,可用于制造人造衛(wèi)星、宇宙飛船的高能電池,也可用于制成鎳鎘堿性電池。生產(chǎn)流程見下:
已知0.010 mol/L金屬離子在不同pH下的沉淀情況如下:
Fe3+ | Cu2+ | Ni2+ | Fe2+ | |
開始沉淀pH | 3.0 | 5.0 | 7.4 | 9.7 |
完全沉淀pH | 4.0 | 6.5 | 9.0 | 11 |
回答下列問題:
(1)加入碳酸鈣調(diào)pH的目的是___________________,“沉渣2”的主要成分是_____,必須先過濾“沉渣1”后再進行“除Cu”的原因是______________。
(2)用離子方程式解釋加入NH4F “除Ca”的過程________________。
(3)“酸浸”時參與反應(yīng)的H2SO4與HNO3物質(zhì)的量比保持為3:2,此時Ni單質(zhì)所發(fā)生的化學(xué)方程式為_______。
(4)“操作X”是________、________
(5)向NiO中加入鹽酸溶解,待完全溶解后,加入足量NaOH溶液,再加入NaClO溶液,寫出其中和NaClO相關(guān)的反應(yīng)的離子方程式為__________________。
(6)根據(jù)上表數(shù)據(jù),計算當(dāng)0.010 mol/L NiSO4溶液中Ni2+完全沉淀時的c(Ni2+)= ____mol/L。
【答案】提高溶液 pH,去除Fe3+(使之轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3) CuS “除 Cu”時溶液pH會降低,可能會溶解部分Fe(OH)3沉淀 Ca2+ +2F-=CaF2↓ 3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O 過濾 洗滌 2Ni(OH)2+ClO- =Ni2O3+Cl- +2H2O 10-5.2
【解析】
由流程圖可知,鎳廢料在70—80℃條件下,與硫酸和硝酸的混酸反應(yīng),鎳廢料溶解得到浸出液,向浸出液中加入雙氧水,將亞鐵離子氧化為鐵離子,加入碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液pH,可使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去;向濾液中加入H2S,溶液中銅離子轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀而除去;向所得濾液中加入NH4F溶液,溶液中鈣離子轉(zhuǎn)化為氟化鈣沉淀而除去;向濾液中加入草酸溶液,溶液中鎳離子轉(zhuǎn)化為草酸鎳沉淀,煅燒草酸鎳沉淀,草酸鎳分解生成NiO,向NiO中加入鹽酸溶解NiO生成Ni2+,Ni2+在堿性條件下與次氯酸鈉反應(yīng)生成氧化鎳。
(1)加入碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液pH,可使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀而除去;向濾液中加入H2S,溶液中銅離子轉(zhuǎn)化為硫化銅沉淀;除溶液中銅離子時,銅離子與硫化氫反應(yīng)時,有氫離子生成,使溶液pH會降低,可能會溶解部分Fe(OH)3沉淀,所以必須先過濾“沉渣1”后再進行“除Cu”,故答案為:提高溶液 pH,去除Fe3+(使之轉(zhuǎn)化為 Fe(OH)3);CuS ; “除 Cu”時溶液pH會降低,可能會溶解部分Fe(OH)3沉淀;
(2)加入NH4F溶液,溶液中的鈣離子與氟離子反應(yīng)生成氟化鈣沉淀,達到除鈣的目的,反應(yīng)的離子方程式為Ca2++2F-=CaF2↓;故答案為:Ca2++2F-=CaF2↓;
(3)由題意設(shè)H2SO4與HNO3物質(zhì)的量分別為3mol,2mol;兩種混合酸提供氫離子8mol,2mol硝酸根離子全部被還原為2mol一氧化氮,轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為6mol,鎳在反應(yīng)中被氧化為硫酸鎳,根據(jù)電子守恒可知,消耗金屬鎳3mol,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3Ni+3H2SO4+2HNO3
=3NiSO4+2NO↑+4H2O,故答案為:3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O;
(4)向濾液中加入草酸,溶液中鎳離子與草酸反應(yīng)生成草酸鎳沉淀,然后進行過濾、洗滌干燥得到草酸鎳沉淀,故答案為:過濾;洗滌;
(5)向NiO中加入鹽酸溶解,待完全溶解后生成NiCl2,NiCl2在堿性環(huán)境下被次氯酸鈉氧化為三氧化二鎳、次氯酸鈉被還原為氯化鈉,反應(yīng)的離子方程式為:2Ni(OH)2+ClO-=
Ni2O3+Cl-+2H2O ,故答案為:2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O;
(6)由表中數(shù)據(jù)可知,當(dāng)0.010 mol/L NiSO4溶液中Ni2+開始沉淀時,溶液中c(OH-)=10-6.6mol/L,Ksp[Ni(OH)2]= c(Ni2+)c2(OH-)= 0.010 mol/L×(10-6.6mol/L)2=10-15.2,當(dāng)0.010 mol/L NiSO4溶液中Ni2+完全沉淀時,溶液中c(OH-)=10-5mol/L,c(Ni2+)===10-5.2 mol/L,故答案為:10-5.2。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國研制出非貴金屬鎳鉬基高效電催化劑,實現(xiàn)電解富尿素廢水低能耗制H2(裝置如圖)?偡磻(yīng)為。下列說法中正確的是
A. a電極反應(yīng)為:
B. b為陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)
C. 電解一段時間b極區(qū)溶液pH升高
D. 廢水中每通過6mol電子,a電極產(chǎn)生1molN2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是
A. 常溫下,pH =1的鹽酸中含有H+的數(shù)目為0.1NA
B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 LCl2與Fe完全反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為3NA
C. 32gO2和32gO3中所含原子數(shù)均為2NA
D. 常溫常壓下,28 g乙烯含有2NA個碳碳雙鍵
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】胡椒醛衍生物在香料、農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛用途,A為香草醛,以A為原料合成5-三氟甲基胡椒醛(E)的路線如圖所示:
已知:
(1)反應(yīng)①的類型是 。
(2)寫出A中含氧官能團的名稱 。
(3)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式 。
(4)寫出滿足下列條件A的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式 。
①能與碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出氣體
②不與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
③含苯環(huán),核磁共振氫譜顯示其有5種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子
(5)以A和2-氯丙烷為原料,可合成香草醛縮丙二醇(),寫出合成流程圖(無機試劑任用)。合成流程圖示例如下:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機物A只含有C、H、O三種元素,常用作有機合成的中間體。16.8 g該有機物經(jīng)燃燒生成44.0 g CO2和14.4 g H2O;質(zhì)譜圖表明其相對分子質(zhì)量為84,紅外光譜分析表明A分子中含有O-H鍵和-C≡C-H,核磁共振氫譜上有三個峰,峰面積之比為6∶1∶1。
(1)A的分子式是 。
(2)下列物質(zhì)中,一定條件下能與A發(fā)生反應(yīng)的是 。
a.H2 b.Na c.酸性KMnO4溶液 d.Br2
(3)A的結(jié)構(gòu)簡式是 。
(4)有機物B是A的同分異構(gòu)體,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),1 mol B最多能與2 mol H2加成。B中所有碳原子一定處于同一個平面,請寫出所有符合條件的B的結(jié)構(gòu)簡式(不考慮立體異構(gòu)) 、 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】原子中質(zhì)子、中子、電子的數(shù)量、質(zhì)量和電性之間存在一定的相互關(guān)系。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>
(1)質(zhì)子數(shù)決定________的種類;質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定________的種類。
(2)代表一個質(zhì)量數(shù)為________、質(zhì)子數(shù)為______、中子數(shù)為________、核外電子數(shù)為________的原子。
(3)質(zhì)量數(shù)=________+________,對任一原子,核電荷數(shù)=________;對中性原子,核外電子數(shù)=________。
(4)ZXn-中核外電子數(shù)=________,ZXn+中核外電子數(shù)為________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】W、Q、X、Y、Z為短周期元素且原子序數(shù)依次增大,X原子的K層電子數(shù)與M層電子數(shù)相等,Y是常用的灰黑色半導(dǎo)體材料,通常狀態(tài)下YW4呈氣態(tài)。下圖是晶體Y的一種制備路線圖。有關(guān)說法正確的是
A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,WZ為液態(tài)B. 原子半徑大小為W<X<Y
C. YQ2和YW4均只含極性共價鍵D. 氫化物的穩(wěn)定性為Q>Y>Z
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機物J是一種消炎鎮(zhèn)痛藥,下圖為J的合成路線(部分產(chǎn)物和反應(yīng)條件省略):
已知部分信息如下:
①(此類物質(zhì)易與水、酸等反應(yīng))
②
回答下列問題:
(1)A中官能團的名稱是_________,D + I→J的反應(yīng)類型為___________。
(2)反應(yīng)B→C的化學(xué)方程式為__________________。
(3)E→F的反應(yīng)條件為___________,在質(zhì)譜儀上E的最大質(zhì)荷比為________。
(4)J有多種同分異構(gòu)體,其中滿足下列條件,且苯環(huán)上一氯代物只有兩種的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為________________。
a.氨基(–NH2)與苯環(huán)直接相連;b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng);c.能發(fā)生水解反應(yīng)
(5)證明G已部分生成H的實驗方案是__________________。
(6)參照上述流程,設(shè)計以 為原料,制備的合成路線(無機試劑任選)。_______________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2007年諾貝爾化學(xué)獎得主Gerhard Ertl對金屬Pt表面催化CO氧化反應(yīng)的模型進行了深入研究。下列關(guān)于Pt的說法正確的是( )
A.Pt和Pt的質(zhì)子數(shù)相同,互稱為同位素
B.Pt和Pt的中子數(shù)相同,互稱為同位素
C.Pt和Pt的核外電子數(shù)相同,是同一種核素
D.Pt和Pt的質(zhì)量數(shù)不同,不能互稱為同位素
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