【題目】某科研小組以廢舊的含鎳催化劑(主要成分為NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)為原料制取Ni2O3,工藝流程如下圖:
相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如下表:
回答下列問題:
(1)濾渣的主要成分為BaSO4和____________________(填化學(xué)式)。
(2)操作A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cu2++H2S=CuS↓+2H+、_________________________;操作A中沒有FeS和NiS沉淀產(chǎn)生,其原因是(用Ka和Ksp解釋)__________________________。
(3)操作B加入H2O2的目的是________________,加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH應(yīng)在____________范圍內(nèi);操作C中加入NaF的目的是____________________。
(4)該工藝流程中使用H2S氣體,優(yōu)點是可以制取副產(chǎn)品CuSO4·5H2O,但也有明顯的缺點:一是產(chǎn)生空氣污染,二是______________________________________________。
(5)電解產(chǎn)生2NiOOH·H2O的原理為:在堿性條件下電解,Cl-在陽極被氧化為ClO-,ClO-再將Ni2+氧化成2NiOOH·H2O沉淀。則陽極的電極反應(yīng)式為________________________。
(6)0.80g CuSO4·5H2O副產(chǎn)品受熱脫水過程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如圖所示,CuSO4·5H2O穩(wěn)定存在的溫度應(yīng)低于________,則200℃時固體物質(zhì)的化學(xué)式____________。
【答案】 CaSO42H2O 2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓ 由Ka2=[S2-][H+]/[HS-]知:若溶液中c(H+)過大,則c(S2-)過小,達(dá)不到FeS和NiS沉淀的溶度積 將Fe2+氧化成Fe3+,有利于轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3沉淀 3.2≤pH<6.7 將Ca2+轉(zhuǎn)化成CaF2沉淀 產(chǎn)生更多的Fe2+和H+,將消耗更多的氧化劑(H2O2)和NaOH Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O 102℃ CuSO4H2O
【解析】(1)由題目已知CaSO42H2O微溶,原料中含有一定量的CaO,加入硫酸酸浸,所以應(yīng)該有CaSO42H2O析出。
(2)操作A的生成物中有單質(zhì)S,只能是溶液中的Fe3+將通入的H2S氧化為單質(zhì)S,方程式為:2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓。注意:H2S是弱酸,不能拆分。上一步酸浸中硫酸應(yīng)該過量,這一步通入H2S,H2S本來就是一個二元弱酸電離能力較差(Ka很。弦徊竭^量的氫離子對其電離又起到了抑制作用,所以溶液中的S2-的濃度應(yīng)該很小。此時如果要形成硫化物沉淀,就要求該硫化物的KSP極小,本題中FeS和NiS的KSP較大,無法沉淀。
(3)加入過氧化氫的目的是為了將Fe2+氧化為Fe3+,以利于轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵的沉淀除去。此時應(yīng)該控制的pH是3.2到6.7之間(保證Fe3+沉淀完全,同時不沉淀Ni2+)。由題目已知,CaF2是難溶物,所以加入NaF是為了除去溶液中剩余的少量Ca2+。
(4)使用H2S氣體,發(fā)生反應(yīng):2Fe3++H2S=2Fe2++2H++S↓,下一步中又要將Fe2+氧化為Fe3+,所以這個過程會增加需要加入的過氧化氫的量。同時反應(yīng)生成H+會導(dǎo)致后續(xù)沉淀氫氧化鐵的時候需要加入更多的氫氧化鈉。
(5)陽極產(chǎn)生的是ClO-(ClO-再將Ni2+氧化成2NiOOH·H2O沉淀,是在溶液中進(jìn)行的,不是電極反應(yīng)),所以應(yīng)該是Cl失去電子轉(zhuǎn)化為ClO-,方程式為:Cl-+2OH--2e-=ClO-+H2O。
(6)圖中102℃的時候固體質(zhì)量開始下降,所以說明102℃時,CuSO4·5H2O開始分解,所以CuSO4·5H2O穩(wěn)定存在的溫度應(yīng)低于102℃。圖示中,200℃時,固體由0.8g降低為0.57g,減少0.23g。0.8gCuSO4·5H2O中含有的結(jié)晶水為0.288g,所以此時失去的都是結(jié)晶水,減少0.23g水,物質(zhì)的量為0.0128mol,0.8gCuSO4·5H2O的物質(zhì)的量為0.0032mol,其中含水為0.0032×5=0.016mol,所以200℃的時候剩余的結(jié)晶水為0.016-0.0128=0.0032mol,硫酸銅為0.0032mol,所以該化合物為:CuSO4H2O。
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【題目】恒溫下,在三個相同且恒容的容器中發(fā)生反應(yīng) 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-196kJ/mol,有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
三個容器中反應(yīng)分別達(dá)到平衡時下列數(shù)據(jù)關(guān)系正確的是( )
A. α1+α2= 1 且α3<α1 B. Q1+Q2=196 且 Q3>2Q1
C. n2<n3<3.2mol D. P3>2P1=2P2
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【題目】【選做-選修5: 有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)】PET和PMMA是日常生活常見的兩種高分子材料。下列是合成高分子材料的路線:
已知:①RCOOR1+R2OHRCOOR2+R1OH
② (R1、R2表示烴基或氫原子)
回答下列問題:
(1)物質(zhì)A的化學(xué)名稱_______,物質(zhì)H中官能團(tuán)的名稱________。
(2)由C生成D、I生成J的反應(yīng)類型分別是_______、_______。
(3)由I生成J的反應(yīng)中產(chǎn)生六元環(huán)的副產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)簡式為_______。
(4)寫出D+乙二醇→F+G的化學(xué)反應(yīng)方程式________________。
(5)D存在多種同分異構(gòu)體,其中只含有一種官能團(tuán)的三取代芳香族化合物且能與碳酸氫鈉溶液作用產(chǎn)生氣體的同分異構(gòu)體有____種。
(6)寫出用環(huán)己醇為原料制備的合成路線(其他試劑任選)_________。
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【題目】下圖中,A是固體金屬單質(zhì),燃燒時火焰呈黃色。
(1)寫出下列符號所代表的物質(zhì)的化學(xué)式:
A____________,B____________,C____________,D____________。
(2)寫出下列轉(zhuǎn)化的化學(xué)方程式:
①A→B________________________________________。
②B→D________________________________________。
③A→C________________________________________。
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【題目】下列冶煉金屬的方法錯誤的是( )
A.電解熔融NaCl制鈉
B.加熱HgO制汞
C.高溫下用CO還原Fe2O3制鐵
D.高溫下用H2還原Al2O3制鋁
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【題目】1﹣18號元素中某核素A的陽離子An+核外共有X個 電子,則核素A的最外層電子數(shù)為( 。
A.x+n
B.x﹣n
C.n
D.n+2
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【題目】某小組設(shè)計如圖所示實驗,探究影響H2O2分解速率的因素。下列分析錯誤的是
A. 該實驗探究的是溫度對反應(yīng)速率的影響
B. 該實驗要控制MnO2的質(zhì)量、顆粒大小相同
C. 實驗中,H2O2的濃度不宜過大
D. 溫度相同時,若用FeCl3代替MnO2,反應(yīng)速率相同
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【題目】化學(xué)鏈燃燒技術(shù)是目前能源領(lǐng)域研究的熱點之一,用NiO作載氧體的化學(xué)鏈燃燒示意圖和相關(guān)熱化學(xué)反應(yīng)如下:
2Ni(s)+O2(g)=2NiO(s)△H=-479.8 kJ·mol-1
CH4(g)+NiO(s)=CO(g)+2H2(g)+Ni(s)△H=akJ·mol-1
CH4(g)+2NiO(s)=CO2(g)+2H2(g)+2Ni(S)△H=b kJ·mol-1
CH4(g)+4NiO(s)=CO2(g)+2H2O(g)+4Ni(s)△H=156.9 kJ·mol-1
下列說法錯誤的是( )
A. CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=(2a-b) kJ·mol-1
B. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.7 kJ·mol-1
C. 甲烷在“燃料反應(yīng)器”中反應(yīng)時產(chǎn)生淡藍(lán)色火焰并放出熱量
D. 含碳燃料利用“化學(xué)鏈燃燒技術(shù)”有利于二氧化碳的分離與回收
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【題目】向500 mL NaOH溶液中投入10.8 g Al,二者恰好完全反應(yīng),請計算:
(1)Al的物質(zhì)的量。
(2)參加反應(yīng)的NaOH的物質(zhì)的量和原溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度。
(3)在標(biāo)準(zhǔn)狀況下生成H2的體積。
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