【題目】蘭尼鎳是一種帶有多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的氫化反應(yīng)的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等)為原料制備蘭尼鎳的工藝流程如下圖所示:
(1)煅燒時生成的主要氣體產(chǎn)物是________ ,浸出渣A的主要成分是________。
(2)紅土鎳礦煅燒后生成的Ni2O3有強氧化性,加壓酸浸時有無色無味的氣體產(chǎn)生且有NiSO4生成,則該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________。
(3)向浸出液A中加入適量Na2S,發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為________。
(4)若Na2S過量,則過濾出的固體中會混有________;H2S也可代替Na2S使用,但不利之處是________。
(5)已知Ni(CO)4的沸點是42.2℃,Ni(s)+CO(g) Ni(CO)4(g)的平衡常數(shù)與溫度關(guān)系如下:
溫度/℃ | 25 | 80 | 230 |
平衡常數(shù) | 5×104 | 2 | 1.9×10-5 |
步驟①、步驟②的最佳溫度分別是________、 ________(選填項代號)。
A.25℃ B.30℃ C.50℃ D.80℃ E.230℃
(6)加氫氧化鈉的目的是溶解部分鋁,形成多孔結(jié)構(gòu)的鎳鋁合金,已知紅土鎳礦中NiS質(zhì)量分?jǐn)?shù)45.5%,取1kg紅土鎳礦進(jìn)行制備,熔融時加入270g鋁,浸出時消耗800mL 5mol/LNaOH,理論上生成的蘭尼鎳的化學(xué)式為________。
【答案】SO2; SiO2 1:4 2Fe3++S2-=2Fe2++S↓ FeS H2S有毒,污染壞境 C E Ni5Al6
【解析】
紅土鎳礦(主 要成分為NiS、FeS和SiO2等)煅燒發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到Ni2O3、Fe2O3 (SiO2不反應(yīng)),加入硫酸加壓酸浸,Ni2O3、Fe2O3溶解, 發(fā)生的反應(yīng)有2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4) 3+3H2O,SiO2不與硫酸反應(yīng),過濾得到浸出渣A (SiO2) ,浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入Na2S,發(fā)生還原反應(yīng)的 離子方程式是:2Fe3++S2-=2Fe2++S↓,另外生成沉淀NiS,過濾得到鎳硫化合物NiS,再通入CO氣體,形成Ni (CO) 4,加熱得到鎳,高溫熔融時通入氬氣,加入鋁,得到合金,將合金冷卻、粉碎,再用濃氫氧化鈉溶液堿浸,鋁與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣使鎳鋁合金產(chǎn)生多孔的結(jié)構(gòu),浸出液B中含偏鋁酸根,最后用蒸餾水洗浸出渣B,得到產(chǎn)品蘭尼鎳,據(jù)此分析解答。
(1)由于礦物中含有硫元素,因此煅燒過程中產(chǎn)生的主要氣體產(chǎn)物為SO2;礦物中的SiO2與稀硫酸不反應(yīng),因此所得濾渣A為SiO2;
(2)反應(yīng)產(chǎn)生的無色無味的氣體應(yīng)為O2 ,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O;該反應(yīng)中,氧化產(chǎn)物為O2 ,還原產(chǎn)物為NiSO4 ,二者的物質(zhì)的量之比為1:4;
(3)濾液A中含有Fe3+ ,具有氧化性,能將S2-氧化成S,該反應(yīng)的離子方程式為:2Fe3++S2-=2Fe2++S↓;
(4)若Na2S過量,則會與反應(yīng)生成的Fe2+形成FeS沉淀;由于H2S是一種有毒氣體,會造成空氣污染,因此不用H2S代替Na2S;
(5)步驟①要制得Ni(CO)4 ,而Ni(CO)4的沸點為42.2℃,因此步驟①應(yīng)選用溫度為42.2℃左右,故選C;
步驟②要得到Ni,應(yīng)使平衡逆向進(jìn)行,結(jié)合溫度對平衡常數(shù)的影響可知,應(yīng)控制溫度為230℃,故選E;
(6)1kg紅土鎳礦中所含Ni的質(zhì)量浸出時發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,因此浸出時消耗n(Al)=n(NaOH)=5mol/L×0.8L=4mol,則形成蘭尼鎳的Al的質(zhì)量m(Al)=270g-4mol×27g/mol=162g,令蘭尼鎳的化學(xué)式為NiaAlb ,由元素質(zhì)量比可得等式 ,解得 ,因此蘭尼鎳的化學(xué)式為Ni5Al6。
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【題目】已知:2FeSO4·7H2O Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑。用下圖所示裝置檢驗FeSO4·7H2O的所有分解產(chǎn)物,下列說法不正確的是
A. 乙、丙、丁中可依改盛裝無水CuSO4、Ba(NO3)2溶液、品紅溶液
B. 實驗時應(yīng)先打開K,緩緩?fù)ㄈ隢2,再點燃酒精噴燈
C. 甲中殘留固體加稀硫酸溶解,再滴加KSCN,溶液變紅
D. 還應(yīng)在丁裝置后面連接盛有NaOH溶液的洗氣瓶
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】溶液X可能含有Na+、Fe3+、Ca2+、SO42-、 CO32- 、Cl-、I-中的幾種離子。為確定其組成,設(shè)計并完成以下實驗:
根據(jù)上述實驗,以下推測合理的是
A. 溶液X中是否存在Na+還需要通過焰色反應(yīng)進(jìn)一步確認(rèn)
B. 溶液X中一定不含Fe3+、Ca2+、SO42-
C. 為確定溶液X中是否含有Cl-,可取溶液2加入CCl4充分萃取后,再取上層液體加入AgNO3溶液
D. 溶液X的溶質(zhì)為Na2CO3和NaI
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Fe2O3、Cu2O都是紅色粉末,常用作顏料。某校化學(xué)實驗小組通過實驗來探究一紅色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究過程如下:
查閱資料:Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4;在空氣中加熱生成CuO.
提出假設(shè):
假設(shè)1:紅色粉末是Fe2O3
假設(shè)2:______.
假設(shè)3:紅色粉末是Cu2O和Fe2O3
(1)設(shè)計探究實驗:取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN溶液。
(2)若假設(shè)1成立,則實驗現(xiàn)象是______.
(3)若滴加KSCN試劑后溶液不變紅色,則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵。你認(rèn)為這種說法合理嗎?______.簡述你的理由______.
(4)若固體粉末完全溶解無固體存在,滴加KSCN試劑時溶液不變紅色,則證明假設(shè)______成立
(5)實驗小組欲用加熱法測定Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。取ag固體粉末在空氣中充分加熱,待質(zhì)量不再變化時,稱其質(zhì)量為bg(b>a),則混合物中Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______.
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【題目】某容器中發(fā)生一個化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)過程中存在Fe2+、NO3-、Fe3+、NH4+、H+和水六種粒子,在反應(yīng)過程中測得Fe3+、NO3-的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示,下列有關(guān)判斷錯誤的是( )
A.在反應(yīng)中NO3-被還原,發(fā)生還原反應(yīng)
B.還原性:Fe2+>NH4+
C.該反應(yīng)中Fe2+被氧化為Fe3+
D.在反應(yīng)中參加反應(yīng)的還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為6:1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知:H2(g)+F2(g) ===2HF(g) ΔH=-270 kJ·mol-1。下列說法正確的是
A. 在相同條件下,1 mol H2(g)與1 mol F2(g)的能量總和小于2 mol HF(g)的能量
B. 1 mol H2(g)與1 mol F2(g)反應(yīng)生成2 mol液態(tài)HF放出的熱量大于270 kJ
C. 該反應(yīng)的逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)
D. 該反應(yīng)過程的能量變化可用下圖來表示
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列對實驗的裝置、藥品、操作和現(xiàn)象的預(yù)測中都正確的是( ):
A. 可從含碘的苯溶液里分離出碘單質(zhì)并回收苯溶劑
B. 當(dāng)70%H2SO4跟Na2SO3粉末混合后,可觀察到右端試管內(nèi)出現(xiàn)淡黃色渾濁
C. 當(dāng)將燒瓶內(nèi)液體迅速升溫至170℃時,可用排水法收集到乙烯氣體
D. 將盛氯化銨和消石灰固體的試管加熱,可制取并收集到干燥的NH3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】運用化學(xué)反應(yīng)原理研究氮、硫單質(zhì)及其化合物性質(zhì)是一個重要的課題;卮鹣铝袉栴}:
(1)恒容密閉容器中,工業(yè)固氮:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的平衡常數(shù)K值和溫度關(guān)系如表:
溫度/℃ | 25 | 200 | 300 | 400 | 450 |
K | 5108 | 1.0 | 0.86 | 0.507 | 0.152 |
①從上表列出數(shù)據(jù)分析,該反應(yīng)為__________反應(yīng)(填:“吸熱”或“放熱”)。
②有關(guān)工業(yè)合成氨的研究成果,曾于1918年、1931年、2007年三次榮膺諾貝爾獎。下列關(guān)于關(guān)于合成氨反應(yīng)描述的圖像中,不正確的是_________(填:字母選項)。
③450℃時,測得某時刻氨氣、氮氣、氫氣物質(zhì)的量濃度分別為3mol/L、2mol/L、1mol/L時,該反應(yīng)的v(正)____________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
(2)近年,科學(xué)家又提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路,反應(yīng)原理為:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g),則其反應(yīng)熱ΔH=___________________。(已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ·mol-1 2H2(g) +O2(g)2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1 )
(3)聯(lián)氨(N2H4)、二氧化氮(NO2)可與KOH溶液構(gòu)成堿性燃料電池,其電池反應(yīng)原理為2N2H4 +2NO2 = 3N2+8H2O。則負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________________。
(4)部分金屬硫化物的溶度積常數(shù)(Ksp)如下表:
硫化物 | CuS | ZnS | MnS | FeS |
Ksp | 6.3×10-36 | 2.9×10-25 | 2.5×10-13 | 6.3×10-18 |
由列表數(shù)據(jù)分析推知,向含有Cu2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+的工業(yè)廢水中加入MnS粉末的作用是_____________________________________。
(5)工業(yè)上從廢鉛蓄電池廢液回收鉛的過程中,常用純堿溶液與處理后的鉛膏(主要含PbSO4)發(fā)生反應(yīng):PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)。已知溶度積常數(shù):Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K =_______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式表達(dá)正確的是
A. 硫化鈉的水解反應(yīng):S2-+H3O+HS-+H2O
B. 用銅作陽極電解氯化銅溶液:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑
C. Na2CO3溶液呈堿性的原因:CO32-+H2OHCO3-+OH-
D. 在Ba(OH)2溶液中滴加KHSO4溶液至pH=7:Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O
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