【題目】NiCl2是化工合成中最重要的鎳源,在實(shí)驗(yàn)室中模擬工業(yè)上以金屬鎳廢料(含Fe、Al等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)NiCl2的工藝流程如下:
下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Ni(OH)2 |
開始沉淀的pH | 2.1 | 6.5 | 3.7 | 7.1 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.7 | 4.7 | 9.2 |
(1)為了提高鎳元素的浸出率,在“酸浸”時(shí)可采取的措施有__________(寫一條即可)。
(2)加入H2O2時(shí)發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為__________。
(3)“調(diào)pH”時(shí),控制溶液pH的范圍為__________。
(4)“沉鎳”過程中,若濾液A中c(Ni2+)=1.0mol/L,欲使100mL該濾液中的Ni2+沉淀完全[即溶液中c(Ni2+)≤1.0×10-5],則需用托盤天平稱取Na2CO3固體的質(zhì)量至少為_____g。(已知Ksp(NiCO3)=6.5×10-6,忽略溶液體積的變化)
(5)流程中由溶液得到NiCl2·6H2O的實(shí)驗(yàn)操作步驟依次為______、過濾、洗滌、干燥。
【答案】將鎳廢料磨成粉末(或攪拌,或適當(dāng)升高溫度,或提高酸的濃度) H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1或[4.7,7.1) 17.5 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
【解析】
根據(jù)流程:金屬鎳廢料(含Fe、Al等雜質(zhì)),加鹽酸酸浸后的酸性溶液中主要含有H+、Ni2+、Fe2+、Al3+,加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子,反應(yīng)為:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,加入Na2CO3溶液調(diào)節(jié)溶液的pH范圍4.7≤pH<7.1,使Fe3+、Al3+全部沉淀,濾渣為Fe(OH)3、Al(OH)3,濾液主要含有Ni2+,加入Na2CO3溶液沉淀Ni2+,將得到的NiCO3沉淀用鹽酸溶解得到二氧化碳和NiCl2溶液,將NiCl2溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NiCl26H2O,據(jù)此分析作答。
(1)為了提高鎳元素的浸出率,在“酸浸”時(shí)可采取的措施有將鎳廢料磨成粉末、攪拌、適當(dāng)升高溫度方法、提高溶液中酸的濃度,都可以提高鎳元素的浸出率;
(2)H2O2具有氧化性,加入H2O2氧化Fe2+為Fe3+,離子方程式為: H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
(3)“調(diào)pH”的目的是沉淀Fe3+、Al3+,但不沉淀Ni2+,根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,應(yīng)該控制溶液pH的范圍為4.7≤pH<7.1或[4.7,7.1);
(4)濾液A中c(Ni2+)=1.0mol/L,欲使100mL該濾液中含有n(Ni2+)=0.1mol,則生成NiCO3需要CO32-為0.1mol,Ni2+剛好沉淀完全時(shí),溶液中c(CO32-)==0.65mol/L,此時(shí)溶液中CO32-為0.065mol,故至少需要Na2CO3固體0.1mol+0.065mol=0.165mol,其質(zhì)量m(Na2CO3)=0.165mol×106g/mol=17.49g≈17.5g;
(5)將NiCl2溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NiCl26H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2019年廈門大學(xué)王野教授課題組在合成氣(主要成分CO和H2)催化轉(zhuǎn)化制乙醇方面實(shí)施可控接力催化,按照:合成氣→甲醇→乙酸→乙醇的方式,成功實(shí)現(xiàn)乙醇的高選擇性合成。
(1)已知:①H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H1=-285.8KJ/mol;②CO(g)+O2(g)=CO2(g) △H2=-283KJ/mol;③CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2 H2O(l) △H3=-764.6 KJ/mol;
則工業(yè)上利用合成氣制備甲醇的可逆反應(yīng)熱化學(xué)方程式為______________________;
(2)恒溫恒容條件下,下列能說明合成氣制甲醇的反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_______;
A.單位時(shí)間內(nèi)生成n mol CO的同時(shí)生成2n mol H2
B. v(H2)正= 2v(CH3OH)逆
C.容器內(nèi)氣體的密度保持不變
D.容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量保持不變
(3)利用天然氣制取合成氣的原理為: CO2(g)+CH4(g)= 2CO(g)+ 2H2(g),在密閉容器中通入物質(zhì)的量濃度均為0.1 molL-1的CH4與CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示,則壓強(qiáng)P1______P2 (填“大于”或“小于”);壓強(qiáng)為P2時(shí),在Y點(diǎn):v(正)_____v(逆) (填“大于”、“小于”或“等于”),求Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下的該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________ (計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)以二氧化鈦表面覆蓋CuAlO4為催化劑,可以將CH4和CO2直接轉(zhuǎn)化成乙酸。
①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如下圖所示。250-300°C時(shí),溫度升高面乙酸的生成速率降低的原因是____;
②為了提高該反應(yīng)中CH4的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是_____________________;
(5)一定條件下,甲醇與一氧化碳反應(yīng)可以合成乙酸。常溫條件下,將a mol/L的CH3COOH溶液與b mol/ Ba(OH)2溶液等體積混合,反應(yīng)平衡時(shí),2c(Ba2+)=c(CH3COO-),用含a和b的代數(shù)式表示,該混合溶液中醋酸的電離常數(shù)為________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)之間的相互關(guān)系錯(cuò)誤的是( )
A.CH3CH2CH2CH2CH3和互為同分異構(gòu)體
B.干冰和冰不是同一種物質(zhì)
C.CH2 =CH2和CH2=CHCH3互為同系物
D.C4H10的一氯代物有三種
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在某種光電池中,當(dāng)光照在表面涂有氯化銀的銀片上時(shí),發(fā)生反應(yīng):AgCl(s)Ag(s)+Cl(AgCl)[Cl(AgCl)表示生成的氯原子吸附在氯化銀表面],接著發(fā)生反應(yīng):Cl(AgCl)+e-=Cl-(aq)+AgCl(s)。如圖為用該光電池電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖,下列敘述正確的是( )
A.光電池工作時(shí),Ag極為電流流出極,發(fā)生氧化反應(yīng)
B.制氫裝置溶液中K+移向A極
C.光電池工作時(shí),Ag電極發(fā)生的反應(yīng)為2Cl--2e-=Cl2↑
D.制氫裝置工作時(shí),A極的電極反應(yīng)式為CO(NH2)2+8OH-6e-=CO32-+6H2O+N2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】無水三氯化鉻(CrCl3)為紫色晶體,在工業(yè)上主要用作媒染劑和催化劑,某化學(xué)小組用Cr2O3和CCl4在高溫下制備無水三氯化鉻,部分實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
已知:①CrCl3熔點(diǎn)為83℃,易潮解,易升華,易溶于水但不易水解,高溫下易被氧氣氧化;②Cr2O3和CCl4在高溫下反應(yīng)的產(chǎn)物為CrCl3和光氣(COCl2 )。請(qǐng)回答下列問題:
(1)裝置A是氮?dú)庵苽溲b置,氮?dú)獾淖饔檬?/span>____________。
(2)裝置B的作用為________。裝置C和裝置E的水槽中應(yīng)分別盛有__________、____________。
(3)裝置D中生成CrCl3和光氣(COCl2 )的化學(xué)方程式為_________。
(4)該實(shí)驗(yàn)裝置有設(shè)計(jì)不合理的地方,請(qǐng)寫出改進(jìn)方法:_________(寫一點(diǎn)即可)
(5)產(chǎn)品中CrCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測(cè)定:
(i)稱取0.3000 g得到的CrCl3樣品溶于水并于250mL容量瓶中定容。
(ii)取25.00mL樣品溶液于帶塞的錐形瓶中,加熱至沸騰后加入稍過量的Na2O2,稀釋并加熱煮沸,再加入過量的H2SO4酸化,將Cr3+氧化為Cr2O72-;再加入過量的KI固體,加塞搖勻,使鉻完全以Cr3+形式存在
(iii)加入1mL指示劑,用0.0250 mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定至終點(diǎn),平行測(cè)定三次,平均消耗標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液21.00mL(已知2Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaI)
①ii中加入稍過量的Na2O2后要加熱煮沸,其主要原因是____________;加入KI發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________________
②滴定實(shí)驗(yàn)可選用的指示劑為____________產(chǎn)品中CrCl3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______%(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某化學(xué)興趣小組為研究化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化,設(shè)計(jì)下圖裝置。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有氣泡產(chǎn)生
B.無論a和b是否連接,鐵片均發(fā)生氧化反應(yīng)
C.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),溶液中H+向鐵片移動(dòng)
D.a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為2H++2e-== H2↑
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知1 g氫氣完全燃燒生成水蒸氣時(shí)放出熱量121 kJ,且氧氣中1 mol O=O鍵完全斷裂時(shí)吸收熱量496 kJ,水蒸氣中1mol H-O鍵形成時(shí)放出熱量463 kJ,則氫氣中1mol H-H鍵斷裂時(shí)吸收熱量為
A.920 kJB.557 kJC.436 kJD.188 kJ
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】間硝基苯胺是一種重要的有機(jī)合成中間體,它是一種黃色針狀晶體,微溶于冷水,在水中的溶解度隨溫度升高而增大,易溶于乙醇、乙醚、甲醇等。實(shí)驗(yàn)室制備間硝基苯胺的反應(yīng)原理及裝置如下(夾持及加熱裝置略去):
4+6NaHS+H2O→4+3Na2S2O3
實(shí)驗(yàn)步驟:
①硫氫化鈉溶液的制備。將0.05molNa2S9H2O溶于25mL水中,分批加入4.2gNaHCO3粉末,完全溶解后,慢慢加入30ml.甲醇,冰水浴冷卻,立即析出一水合碳酸鈉。靜置,抽濾,濾餅用15mL甲醇分三次洗滌,合并濾液和洗滌液備用。
②間硝基苯胺的制備。在A中將0.03 mol間二硝基苯溶于40 mL熱甲醇中,裝上B,從B的頂端加入上述硫氫化鈉溶液,水浴加熱回流20min。冷卻至室溫后,改為蒸餾裝置,蒸出大部分甲醇,將殘液傾入150mL冷水中,立即析出間硝基苯胺粗品,抽濾,洗滌,重結(jié)晶,脫色后,得黃色的間硝基苯胺針狀晶體2.4 g;卮鹣铝袉栴}:
(1)儀器B的名稱是________, 使用時(shí)要從_____(填“ a”或“b”)口通入冷水;滴液漏斗的細(xì)支管c的作用是________。
(2)寫出步驟①中總反應(yīng)的離子方程式:____________。
(3)步驟①中合并洗滌液的目的是________。
(4)步驟②中制備裝置改為蒸餾裝置,需增加的儀器除了蒸餾頭、溫度計(jì)、尾接管之外,還有________、________。
(5)步驟②中蒸出大部分甲醇的目的是__________。
(6)步驟②中洗滌粗品使用的洗滌劑為_____;粗品脫色使用的脫色劑可以是______。
(7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為______[保留 2位有效數(shù)字;Mr(間硝基苯胺) = 138]。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下,碘在某液態(tài)有機(jī)物M和水之間的分配比D=85(分配比D=),向兩個(gè)裝有20mL 0.1mol/L I2的水溶液的錐形瓶中各加入20mL、40mL M,充分振蕩后靜置。下列說法正確是
A.錐形瓶中水層為無色,M層為紫色,
B.20mL中M層的I2濃度約為0.099mol/L
C.I2單質(zhì)溶于有機(jī)物M時(shí)需要斷裂化學(xué)鍵
D.40mL中M層的I2濃度大于20mL中M層的I2濃度.
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