【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。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【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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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【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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同步練習(xí)冊答案