【題目】三氧化二鎳(Ni2O3)是一種重要的電子元件材料和蓄電池材料。工業(yè)上利用含鎳廢水(鎳主要以NiR2絡(luò)合物形式存在)制取草酸鎳(NiC2O4),再高溫灼燒草酸鎳制取三氧化二鎳。工藝流程如圖所示:

已知:①NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)(R-為有機(jī)物配位體,K=1.6×10-14)

Ksp[Fe(OH)3] =2.16×10-39, Ksp[Ni(OH)2] =2×10-15

Ka1(H2C2O4)=5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)=5.4×10-5

脫絡(luò)過(guò)程中,R-與中間產(chǎn)物·OH反應(yīng)生成·R(有機(jī)物自由基),·OH能與H2O2發(fā)生反應(yīng)。有關(guān)反應(yīng)的方程式如下:

i.Fe2++H2O2=Fe3++OH+·OH.

ii.R-+·OH=OH-+·R

iii.H2O2+2OH=O2↑+2H2O

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)中間產(chǎn)物·OH的電子式是_______。

(2)“沉鐵時(shí),若溶液中c(Ni2+)=0.01 mol/L,加入碳酸鈉調(diào)溶液的pH______(假設(shè)溶液體積不變,1g6≈0.8)使Fe 3+恰好沉淀完全(離子的濃度≤1.0×10-5 mol/L),此時(shí)_____(填無(wú)Ni(OH)2沉淀生成。

(3)25℃時(shí)pH=3的草酸溶液中=____________(保留兩位小數(shù))沉鎳即得到草酸鎳沉淀,其離子方程式是____________

(4)加入Fe2+H2O2能夠?qū)崿F(xiàn)脫絡(luò)的原因是____________

(5)工業(yè)上還可用電解NiCl2等混合溶液的方法制取三氧化二鎳。電解過(guò)程中ClO-Ni(OH)2氧化為三氧化二鎳。寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:____________。

【答案】 2.8 無(wú) 3.02 Ni2++H2C2O4=NiC2O4↓+2H+ Fe2+H2O2發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生·OH,·OHR-轉(zhuǎn)化為·R,c(R-)減小,使平衡NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)向正反應(yīng)方向移動(dòng),實(shí)現(xiàn)脫絡(luò) ClO-+2Ni(OH)2=Cl-+Ni2O3+2H2O

【解析】

Fe2+H2O2反應(yīng)產(chǎn)生中間產(chǎn)物OH、Fe3+、OH-,含鎳廢水NiR2脫絡(luò)過(guò)程中R-與中間產(chǎn)物OH反應(yīng)產(chǎn)生ROH-,然后向溶液中加入Na2CO3,發(fā)生鹽的雙水解反應(yīng)產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀和CO2氣體,過(guò)濾后向?yàn)V液中價(jià)態(tài)草酸,發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生NiC2O4沉淀,然后灼燒NiC2O4O2反應(yīng)產(chǎn)生Ni2O3、CO2氣體。

(1)中間產(chǎn)物OH由氧原子與氫原子之間形成一對(duì)共用電子對(duì),電子式為:;

(2)“沉鐵時(shí),鐵離子沉淀完全,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)c3(OH-)=2.16×10-39,則c(OH-)= mol/L=6×10-12 mol/L,故c(H+)=×10-2 mol/L,所以此時(shí)pH=-lg c(H+)=2+lg6=2.8;溶液中c(Ni2+)=0.01 mol/L,則Qc[Ni(OH)2]=0.01 mol/L×(6×10-12 mol/L)2<Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,因此此時(shí)無(wú)Ni(OH)2沉淀生成;

(3)25℃時(shí),pH=3的草酸溶液中=3.02;沉鎳即鎳離子與草酸得到草酸鎳沉淀,離子方程式為:Ni2++H2C2O4=NiC2O4↓+2H+

(4)加入Fe2+H2O2能夠?qū)崿F(xiàn)脫絡(luò)的原因是是Fe2+H2O2發(fā)生反應(yīng)生成OH,OHR-轉(zhuǎn)化為Rc(R-)減小,使平衡使平衡NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)向正反應(yīng)方向移動(dòng),實(shí)現(xiàn)脫絡(luò);

(5)工業(yè)上還可用電解NiCl2等混合溶液的方法制取三氧化二鎳。電解過(guò)程中ClO-Ni(OH)2氧化為Ni2O3,ClO-被還原產(chǎn)生Cl-。根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒,可得該反應(yīng)的離子方程式為:ClO-+2Ni(OH)2=Cl-+Ni2O3+2H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】60mL 0.5mol/L NaOH溶液和40mL 0.4mol/LH2SO4混合后,溶液的pH_____

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【題目】普通立德粉(BaSO4·ZnS)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中,可利用ZnSO4BaS共沉淀法制備。以粗氧化鋅(含ZnCuO、FeO等雜質(zhì))和BaSO4為原料制備立德粉的流程如下:

1)生產(chǎn)ZnSO4的過(guò)程中,反應(yīng)器Ⅰ要保持強(qiáng)制通風(fēng),原因是___。

2)加入鋅粉的主要目的是___(用離子方程式表示)。

3)已知KMnO4在酸性溶液中被還原為Mn2+,在弱酸性、弱堿性溶液中被還原為MnO2,在堿性溶液中被還原為MnO42-。據(jù)流程判斷,加入KMnO4時(shí)溶液的pH應(yīng)調(diào)至___;

a2.2~2.4 b5.2~5.4 c12.2~12.4

濾渣Ⅲ的成分為____

4)制備BaS時(shí),按物質(zhì)的量之比計(jì)算,BaSO4和碳粉的投料比要大于12,目的是__;生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有少量氧氣進(jìn)入反應(yīng)器Ⅳ,反應(yīng)器Ⅳ中產(chǎn)生的尾氣需用堿液吸收,原因是__。

5)普通立德粉(BaSO4·ZnS)中ZnS含量為29.4%,高品質(zhì)銀印級(jí)立德粉中ZnS含量為62.5%。在ZnSO4、BaS、Na2SO4、Na2S中選取三種試劑制備銀印級(jí)立德粉,所選試劑為___,反應(yīng)的化學(xué)方程式為__(已知BaSO4相對(duì)分子質(zhì)量為233ZnS相對(duì)分子質(zhì)量為97)。

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【題目】納米磷化鉆常用于制作特種鉆玻璃,制備磷化鉆的常用流程如圖:

1)基態(tài)P原子的電子排布式為___。P在元素周期表中位于___區(qū)。

2中碳原子的雜化類(lèi)型是___C、N、O三種元素的第一電離能由大到小的順序是___(用元素符號(hào)表示),電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>___。

3CO32-C的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為___,其空間構(gòu)型為___。

4)磷化鈷的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,最近且相鄰兩個(gè)鈷原子的距離為n pm。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值, 則其晶胞密度為___gcm-3(列出計(jì)算式即可)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鋁熱反應(yīng)原理可以應(yīng)用在生產(chǎn)上,如用于焊接鋼軌等,實(shí)驗(yàn)室鋁熱反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

1)鎂條的作用是___。

2)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___;在冶金工業(yè)上也常用這一反應(yīng)原理來(lái)冶煉__(填字母)。

A.不活潑金屬 B.較活潑金屬

C.稀有金屬 D.高熔點(diǎn)金屬

3)為確定某鋁熱劑(含氧化鐵和鋁)的組成,分別進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):

①若取ag樣品,向其中加入足量的NaOH溶液,測(cè)得生成的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況,下同)體積為bL。反應(yīng)的離子方程式是___;樣品中鋁的質(zhì)量為___g

②另取ag樣品將其點(diǎn)燃,恰好完全反應(yīng),反應(yīng)產(chǎn)物冷卻后,加入足量鹽酸,測(cè)得生成的氣體體積為cL,該氣體與(1)中所得氣體的體積比cb=__。

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【題目】濃度均為0.10mol/L、體積均為V0MOHROH溶液,分別加水稀釋至體積V,pH的變化如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是( )

A. MOH的堿性強(qiáng)于ROH的堿性

B. ROH的電離程度:b點(diǎn)大于a點(diǎn)

C. 若兩溶液無(wú)限稀釋?zhuān)瑒t它們的c(OH)相等

D. 當(dāng)=2時(shí),若兩溶液同時(shí)升高溫度,則增大

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】NA是阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說(shuō)法正確的是(  )

A.常溫常壓下,11.2 L SO2含有的氧原子數(shù)小于NA

B.0. 1 mol Na2O2Na2O的混合物中含有的離子總數(shù)等于0.4NA

C.10 g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為34%H2O2溶液含有的氫原子數(shù)為0.2NA

D.100 mL 0.1 mol/L醋酸中含有的醋酸分子數(shù)是0.01NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溫度下,在容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2X(g)+Y(g)2W(g) ΔH<0,當(dāng)充入2 mol X1 mol Y,經(jīng)20 s達(dá)到平衡時(shí)生成了0.4 mol W。下列說(shuō)法正確的是(  )

①升高溫度,W的體積分?jǐn)?shù)減小,ΔH增大 ②以Y的濃度變化表示的反應(yīng)速率為0.01 mol·L1·s1 ③在其他條件不變的情況下,增加1 mol X,則XY的轉(zhuǎn)化率均提高、茉龃髩簭(qiáng),正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)、菰傧蛉萜髦型ㄈ2 mol X1 mol Y,達(dá)到平衡時(shí),X、Y的轉(zhuǎn)化率均增大

A. B. ①⑤ C. ②③④ D. ④⑤

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某柔性屏手機(jī)的柔性電池以碳納米管做電極材料,以吸收ZnSO4溶液的有機(jī)高聚物做固態(tài)電解質(zhì),其電池總反應(yīng)為MnO2+Zn+(1+)H2O+ZnSO4MnOOH+ZnSO4[Zn(OH)2]·xH2O,其電池結(jié)構(gòu)如圖甲所示,圖乙是有機(jī)高聚物的結(jié)構(gòu)片段。

(1)Mn2+的核外電子排布式為__;有機(jī)高聚物中C的雜化方式為__

(2)已知CN-N2互為等電子體,推算擬鹵素(CN)2分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為__。

(3)NO2-的空間構(gòu)型為__

(4)MnO是離子晶體,其晶格能可通過(guò)如圖的BornHaber循環(huán)計(jì)算得到。

Mn的第一電離能是__,O2的鍵能是__MnO的晶格能是__。

(5)R(晶胞結(jié)構(gòu)如圖)Zn、S組成,其化學(xué)式為__(用元素符號(hào)表示)。已知其晶胞邊長(zhǎng)為a cm,則該晶胞的密度為__g·cm-3(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)

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