【題目】蘭尼鎳是一種帶有多孔結(jié)構(gòu)的細(xì)小品粒組成的鎳鋁合金,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T藝流程如下圖所示:
(1)在形成Ni(CO)4的過程中,碳元素的化合價沒有變化,則Ni(CO)4中的Ni的化合價為________;
(2)已知紅土鎳礦煅燒后生成固體產(chǎn)物為Ni2O3和Fe2O3,而加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2+,寫出有關(guān)鎳元素的加壓酸浸的化學(xué)反應(yīng)方程式____________;
(3)“堿浸”的目的是使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu),從而增強對氫氣的強吸附性,此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。
(4)浸出液B可以回收,重新生成鋁以便循環(huán)利用。請設(shè)計簡單的回收流程:浸出液B→_______________。
(示例:)
【答案】
(1)0;(2)2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O;
(3)2Al+2OH-+2H2O=2A1O2-+3H2↑;
(4)Al(OH)3Al2O3Al;
【解析】
試題分析: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H2S氣體,發(fā)生還原反應(yīng)的離子方程式是:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++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。
(1)通入CO氣體,形成Ni(CO)4,在形成Ni(CO)4的過程中,碳元素的化合價沒有變化,反應(yīng)前后都是+2價,氧為-2價,根據(jù)化合價代數(shù)和為零可知Ni的化合價為0,故答案為:0;
(2)已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3,加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2+,鎳的化合價降低發(fā)生還原反應(yīng),只有氧的化合價能升高,所以產(chǎn)物有氧氣,則發(fā)生的反應(yīng)是2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O,故答案為:2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O;
(3)浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入H2S氣體,三價鐵具有較強氧化性,與硫化氫發(fā)生還原反應(yīng),離子方程式是:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓,故答案為:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓;
(4)高溫熔融時通入氬氣,加入鋁,得到合金,不能把氬氣換為CO,因為冷卻時,CO能與Ni反應(yīng)生成Ni(CO)4,故答案為:不能,因為冷卻時,CO能與Ni反應(yīng)生成Ni(CO)4;
(5)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),發(fā)生的反應(yīng)為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;浸出反應(yīng)所用的NaOH溶液的濃度要大,若NaOH溶液較稀時,則會產(chǎn)生少量的Al(OH)3沉淀而阻止浸出反應(yīng)的持續(xù)進行,因為Al溶于堿液生成AlO2-時在水中存在下列平衡:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-,OH-濃度過小,對AlO2-的水解的抑制作用小,所以,產(chǎn)生的Al(OH)3就會沉積下來進而阻止浸出反應(yīng)持續(xù)進行,故答案為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;因為Al溶于堿液生成AlO2-時在水中存在下列平衡:AlO2-+2H2OAl(OH)3+OH-,OH-濃度過小,對AlO2-的水解的抑制作用小,所以,產(chǎn)生的Al(OH)3就會沉積下來進而阻止浸出反應(yīng)持續(xù)進行;
(6)浸出液B中含偏鋁酸根,可通入過量二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀,再加熱灼燒使其分解得到氧化鋁,加入冰晶石,在熔融態(tài)下電解氧化鋁得到鋁,回收流程可表示為:浸出液BAl(OH)3Al2O3故答案為:Al(OH)3Al2O3Al。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述中正確的是
A. 分子式為C2H6和C8H16的兩種有機物一定互為同系物
B. 甲烷、苯、乙醇均不能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 糖類、油脂、蛋白質(zhì)均能發(fā)生水解反應(yīng)
D. 乙烯和苯乙烯分子中所有原子均可能在同一平面上,都能使溴水褪色
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】中國首個空間實驗室——“天宮一號”的供電系統(tǒng)中有再生氫氧燃料電池(RFC),它是一種將水電解技術(shù)與氫氧燃料電池技術(shù)相結(jié)合的可充電電池。下圖為RFC工作原理示意圖,a、b、c、d均為Pt電極。下列說法正確的是( )
A.B區(qū)的OH-通過隔膜向a電極移動,A區(qū)pH增大
B.圖中右管中的OH-通過隔膜向c電極移動,d電極上發(fā)生還原反應(yīng)
C.c是正極,電極上的電極反應(yīng)為:2H++2e-=H2↑
D.當(dāng)有1mol電子轉(zhuǎn)移時,b電極產(chǎn)生氣體Y的體積為11.2L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鈁(Fr)元素在周期表中位于第七周期,第IA族,根據(jù)鈁在周期表中的位置推測其性質(zhì),其中錯誤的 是( )
A.其單質(zhì)的熔點比鈉的熔點低
B.其氧化物對應(yīng)的水化物的堿性很強
C.其原子半徑在同一主族中是最大的
D.在空氣中燃燒只能生成Fr2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知反應(yīng)mX(g)+nY(g)qZ(g)的△H<0,m+n>q,在恒容密閉容器中反應(yīng)達到平衡時,下列說法正確的是
A.通入稀有氣體使壓強增大,平衡將正向移動
B.X的正反應(yīng)速率是Y的逆反應(yīng)速率的m/n倍
C.降低溫度,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量變小
D.若平衡時X、Y的轉(zhuǎn)化率相等,說明反應(yīng)開始時X、Y的物質(zhì)的量之比為n/m
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某元素原子的價電子構(gòu)型是3s23p4,則它在周期表中的位置是
A. 第四周期ⅡA族 B. 第三周期ⅣA族
C. 第三周期ⅥA族 D. 第二周期ⅣA族
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)是制備硫酸的重要反應(yīng)。下列敘述正確的是( )
A.催化劑V2O5不改變該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率
B.增大反應(yīng)體系的壓強,反應(yīng)速率一定增大
C.該反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度將縮短反應(yīng)達到平衡的時間
D.在t1、t2時刻,SO3(g)的濃度分別是c1、c2,則時間間隔t1~t2內(nèi),SO3(g)生成的平均速率為v=
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