【題目】目前全世界的鎳(Ni)消費量僅次于銅、鋁、鉛、鋅,居有色金屬第五位。鎳常用于各種高光澤裝飾漆和塑料生產,也常用作催化劑。可以說鎳行業(yè)發(fā)展蘊藏著巨大的潛力。
Ⅰ制備草酸鎳
工業(yè)上可利用含鎳合金廢料(除鎳外,還含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等雜質)制取草酸鎳(NiC2O4)。
根據(jù)下列工藝流程圖回答問題:
【資料卡片1】
(1)過氧化氫(H2O2)俗稱雙氧水,是一種液體,受熱易分解,可用于實驗室制取氧氣;過氧化氫具有強氧化性,所以常作為氧化劑、漂白劑和消毒劑。
(2)氧化反應可以從元素化合價升降的角度進行分析:物質所含元素化合價升高的反應就是氧化反應。
(3)金屬鎳的化學性質類似于鐵,與鹽酸反應能生成氯化鎳(NiCl2)。
(1)“酸溶”之后的濾渣中含有的金屬是_______________。
(2)寫出酸溶過程中Ni與鹽酸反應的化學方程式_________________________。
(3)加H2O2時,溫度不能太高,其原因是_______________________。若H2O2在“酸溶”步驟即與鹽酸同時加入,則與原方案相比濾液中會增加的金屬離子是Cu2+和_______(寫離子符號)。
(4)已知Na2C2O4溶液加入NiCl2溶液發(fā)生復分解反應,寫出該反應的化學方程式____________。
Ⅱ制備鎳粉
工業(yè)用電解鎳液(主要含NiSO4)制備堿式碳酸鎳晶體xNiCO3yNi(OH)2zH2O,并利用其制備鎳粉,過程如下:
(5)反應器1中的一個重要反應為3NiSO4+3Na2CO3+2H2O NiCO32Ni(OH)2+3Na2SO4+2X,X的化學式為_________。
(6)反應器1的出料口獲得的固體洗滌時,需用純水洗滌,可以用來檢驗固體已洗滌干凈的試劑是____________。
(7)反應器2中產生的氣體Y是空氣中含量最多的氣體,該氣體是_________(填名稱)。
Ⅲ 測定堿式碳酸鎳晶體的組成
為測定堿式碳酸鎳晶體【xNiCO3yNi(OH)2zH2O】組成,某小組設計了如下實驗方案及裝置:
【資料卡片2】
(1)堿式碳酸鎳晶體受熱會完全分解生成NiO、CO2及H2O
(2)在溫度控制不當導致溫度過高時,NiO會被氧化成Ni2O3
(3)堿石灰是NaOH及CaO的混合物,可以吸收CO2和H2O
【實驗步驟】
①檢查裝置氣密性;②準確稱取3.77g堿式碳酸鎳晶體【xNiCO3yNi(OH)2zH2O】放在B裝置中,連接儀器;③打開彈簧夾a,鼓入一段時間空氣,分別稱量裝置C、D、E的質量;④關閉彈簧夾a,加熱裝置B至裝置C中導管末端無氣泡冒出;⑤打開彈簧夾a,緩緩鼓入一段時間空氣;⑥分別準確稱量裝置C、D、E的質量;⑦根據(jù)數(shù)據(jù)進行計算(相關數(shù)據(jù)如下表)。
裝置C/g | 裝置D/g | 裝置E/g | |
加熱前 | 200.00 | 180.00 | 180.00 |
加熱后 | 201.08 | 180.44 | 180.00 |
【實驗分析及數(shù)據(jù)處理】
(9)計算3.77g堿式碳酸鎳晶體【xNiCO3yNi(OH)2zH2O】中鎳元素的質量_________(寫出計算過程,計算結果準確到小數(shù)點后兩位)。
【實驗反思】
(10)另一小組同學在實驗中發(fā)現(xiàn),實驗結束后,稱得裝置B中殘留固體質量明顯偏大,老師帶領全組同學經過仔細分析后發(fā)現(xiàn),這是由于該組同學加熱時在酒精燈上加了鐵絲網(wǎng)罩,溫度過高所導致。請問該組同學稱得的殘留固體中鎳元素的質量分數(shù)可能是__________。
A.70.08% B.75.88% C.78.67% D.79.58%
【答案】 銅(Cu) Ni+2HCl=NiCl2+H2↑ 防止過氧化氫受熱分解 Fe3+ Na2C2O4+ NiCl2=NiC2O4+ 2NaCl CO2 BaCl2(合理即可) 氮氣 將裝置內水蒸氣和二氧化碳完全排除,被裝置C、D充分吸收 3.77g-1.08g-0.44g=2.25g 2.25g××100%=1.77g B
【解析】(1)鎳合金廢料中還含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等雜質,“酸溶”之后可得氯化鎳,所以濾渣中含有的金屬是不與鹽酸反應的銅;
(2)鎳和鹽酸反應生成氯化鎳和氫氣,化學方程式為:Ni+2HCl=NiCl2+H2↑;
(3)由資料可知,過氧化氫(H2O2)俗稱雙氧水,是一種液體,受熱易分解,所以加H2O2時,溫度不能太高,防止過氧化氫受熱分解;過氧化氫具有強氧化性,若H2O2在“酸溶”步驟即與鹽酸同時加入,則將銅氧化同時生成Cu2+,將鐵氧化生成Fe3+;
(4)Na2C2O4溶液加入NiCl2溶液發(fā)生復分解反應,交換成分生成NaCl和NiC2O4,化學方程式為:Na2C2O4+ NiCl2=NiC2O4+ 2NaCl;
(5)反應器中的一個重要反應為3NiSO4+3Na2CO3+2H2O=NiCO32Ni(OH)2+3Na2SO4+2X,反應前Ni原子共3個、S原子共3個、O原子共23個、Na原子6個、C原子3個、H原子4個,反應后現(xiàn)有:Ni原子3個、S原子共3個、O原子共19個、Na原子6個、C原子1個、H原子4個,少O原子4個,C原子2個,而這些微粒包含在2個X分子中,所以X的化學式為 CO2;
(6)固體洗滌時,需用純水洗滌,洗滌只要是除去表面附著的硫酸鈉的,所以檢驗是否洗滌干凈就是檢驗是否留硫酸根離子的殘留,用含鋇離子的可溶性溶液即可,可以是鋇鹽也可以是鋇堿;
(7)氣體Y是空氣中含量最多的氣體,空氣中氮氣占體積的大約五分之四,所以是氮氣;
(8)反應后鼓入空氣的目的是為了將裝置B中的CO2和水蒸氣完全排出,被裝置C、D充分吸收,使計算結果更準確;
(9)堿式碳酸鎳晶體受熱會完全分解生成NiO、CO2及H2O,由題意可知,裝置C 增加的質量為B中生成水的質量,即201.08g-200.00g=1.08g,裝置D增加的質量為B中生成二氧化碳的質量,即180.44g-180.00g=0.44g ,所以反應后生成氧化鎳的質量為3.77g-1.08g-0.44g=2.25g ,由質量守恒定律可知,故堿式碳酸鎳晶體中鎳元素的質量2.25g××100%=1.77g;
(10)在溫度控制不當導致溫度過高時,NiO會被氧化成Ni2O3,所以當產物為全部為NiO時,殘留固體中鎳元素的質量分數(shù)為 ×100%≈78.67%,所以當產物為全部為Ni2O3時,殘留固體中鎳元素的質量分數(shù)為 ×100%≈71.08%,所以殘留固體中鎳元素的質量分數(shù)在71.08%~78.67%之間。故填B。
科目:初中化學 來源: 題型:
【題目】氮氣(NH3)在常溫下是一種無色有刺激性氣味的氣體,能灼傷皮膚、眼睛、呼吸器官的粘膜,人體吸入過多氨氣,能引起肺腫脹,甚至死亡,其密度比空氣小,且極易溶于水,溶于水時,氨氣與水發(fā)生作用,形成氨水.實驗室常通過加熱氯化銨(NH4Cl)和熟石灰[Ca(OH)2]的固體混合物來制取氨氣.
(1)實驗室常用如圖所示的裝置制取氨氣,選擇該裝置作為發(fā)生裝置是因為_____.該發(fā)生裝置還可以用于制取____氣體,制取該氣體的化學方程式為____.
(2)如圖收集氣體時需要在試管口放一團棉花,你覺得棉花的作用不可能的是____.
A.防止氨氣逸出 B.防止氨氣污染空氣 C.防止固體反應物進入試管
(3)氯化銨和氫氧化鈣反應除了生成氨氣,還能生成氯化鈣和一種生活中常見的液體,請寫出該反應的化學方程式_____.
(4)向氨水中滴加無色酚酞,會發(fā)現(xiàn)無色酚酞變成______色.
查看答案和解析>>
科目:初中化學 來源: 題型:
【題目】(1)“潔廁靈”、“漂白精”是家庭常用的兩種清潔劑。“潔廁靈”的有效成分是鹽酸,可清除污垢,但不能用于清潔大理石制品,理由是(寫化學方程式)______________;
(2)波爾多液是一種農業(yè)上的殺菌劑,它由石灰乳與硫酸銅等配制而成。請用化學方程式解釋不能用鐵制容器來配制波爾多液的原因是______________;
(3)我國與俄羅斯達成400億美元的天然氣購銷協(xié)議.天然氣的主要成分是_____,在空氣中充分燃燒的化學方程式為______________.
查看答案和解析>>
科目:初中化學 來源: 題型:
【題目】硫酸鈣轉化為K2SO4和CaCl2.6H2O的工藝流程如下圖:
⑴吸收過程中發(fā)生了化合反應,化學方程式為__________________ 。
⑵操作Ⅰ的名稱為__________,請完成復分解反應I的反應化學方程式:CaSO4 + 2NH4HCO3==== (NH4)2SO4 +________↓+H2O + CO2↑
⑶蒸氨過程中涉及的反應類型___________(填編號)
A 復分解反應 B 化合反應 C 分解反應 D 置換反應
⑷ 操作Ⅲ包含一系列操作:蒸發(fā)濃縮、_______________、過濾、洗滌、干燥。
⑸可循環(huán)利用的物質除NH3外,還有______________(填化學式)。
⑹若原料CaSO4的質量為68g,理論上可得到產品K2SO4的質量為_____g。
查看答案和解析>>
科目:初中化學 來源: 題型:
【題目】為探究鋅、銅、鐵三種金屬的活動性順序,小青設計了如圖所示實驗。待試管中的反應完全停止后,她將試管①、試管②內的物質全部倒入燒杯乙中,充分反應后發(fā)現(xiàn)燒杯中的紅色固體物質明顯增多。下列說法正確的是:
A. 反應后燒杯中的固體一定含有鐵
B. 試管②中反應后固體一定含銅,可能含鐵
C. 反應后燒杯中的溶液一定不含有氯化銅
D. 燒杯中最后所得固體的質量一定大于2a克
查看答案和解析>>
科目:初中化學 來源: 題型:
【題目】通過對化學學習,相信你已經初步掌握了實驗室制取氣體的有關知識.請結合圖示回答:
(1)寫出圖中標示的儀器名稱:①___;②___
(2)甲KMnO4制取O2,應選用的發(fā)生裝置為___(填字母序號,下同),收集裝置可選用___(寫一種即可);取用KMnO4為___色;寫出該反應的化學方程式___.
(3)若用G裝置收集氧氣,檢驗氧氣是否集滿的方法是_____________________
(4)若乙同學用雙氧水和二氧化錳來制取氧氣,實驗前為了控制反應速率,可選用___代替發(fā)生裝置中某一儀器達到了實驗目的實驗結束后,乙同學想回收二氧化錳,可用___ (填實驗操作名稱)的方法分離出二氧化錳。該操作過程中需要用到的玻璃儀器主要有玻璃棒、燒杯和___,其中玻璃棒的作用是___.
(5)若收集氣體丙時只能用裝置G,則可推知氣體丙的性質可能有___.
(6)化學反應速率是衡量化學反應進行快慢的物理量,為了探究影響化學反應速率的因素,以過氧化氫分解為研究對象進行實驗。
三個小組均可采用如圖裝置進行實驗,記錄收集10mL氧氣的時間,實驗室可供選擇的試劑有:2.5%、5%、10%三種濃度的H2O2溶液、MnO2、CuO、紅磚粉末。
A組:探究催化劑對化學反應速率的影響
取5mL10%H2O2溶液,三次實驗分別加入0.5gMnO2、紅磚粉末、CuO進行實驗,記錄數(shù)據(jù)如下:
試劑 | MnO2 | 紅磚粉末 | CuO |
t/s | 10 | 60 | 20 |
由此可出結論:MnO2、CuO對H2O2分解有催化作用,紅磚粉末無催化作用,某同學對該結論提出疑問。
補充對比實驗,操作為___.
結果:長時間(大于100s),收集到很少量氣體。
更正結論:紅磚粉末___(選填“有”、“無”)催化作用,三者中___催化效率最高。
B組:探究濃度對化學反應速率的影響
甲同學:取10mL5%H2O2溶液,加入0.5gMnO2為催化劑,進行實驗,記錄時間t1.
乙同學:取10mL2.5%H2O2溶液,加入0.5gMnO2為催化劑,進行實驗,記錄時間t2.
實驗結果___.
結論:濃度越大,反應速率越快。
丙同學:對實驗設計提出疑問,并補充實驗___.
記錄時間t3,且t1
更正結論為:當___時,反應物濃度越大,反應速率越快。
查看答案和解析>>
科目:初中化學 來源: 題型:
【題目】實驗設計是化學實驗的重要環(huán)節(jié)。請根據(jù)下列實驗要求回答相關問題:
(1)【活動與探究一】用對比實驗方法探究二氧化碳的性質。
實驗一 | 實驗二 |
①實驗一中振蕩3個礦泉水塑料瓶,觀察到塑料瓶變癟的程度由大到小順序為___________,B瓶內變渾濁的化學方程式為________________________。
②實驗二觀察到C裝置中發(fā)生的現(xiàn)象是____________、 ________ , 結論是________________ (用化學方程式表示)。
(2)【活動與探究二】定量測定空氣中氧氣的含量。
實驗三 | |
①實驗三中,反應的原理為__________________ (用化學方程式表示);
②裝置一比裝置二更合理,理由是__________。
根據(jù)下表提供的實驗數(shù)據(jù),完成下表:
硬質玻璃管中空氣體積 | 反應前注射器中空氣體積 | 反應后注射器中氣體體積 | 實驗測得空氣中氧氣體積分數(shù) |
30mL | 20mL | 10mL | ③_________ |
④定量實驗操作中易產生誤差,如果反應前氣球中存在氣體(其量小于注射器內的空氣),而實驗后冷卻至室溫,將氣球內的氣體全部擠出讀數(shù),導致實驗測得結果________ (填“偏小”、“偏大”或“無影響”)。
查看答案和解析>>
科目:初中化學 來源: 題型:
【題目】電解水實驗的說法錯誤的是
A. 水電解成H2和O2的分子數(shù)比為2:1,根據(jù)原子守恒推出水分子中H、O原子數(shù)比為2:1
B. 反應一段時間后,a、b玻璃管中產生的氣體質量比約為8:1
C. 負極產生的氣體使帶火星木條復燃,正極產生的氣體能被點燃
D. 由電解水實驗得出結論:水是由氫、氧兩種元素組成的
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com