【題目】“海綿鎳鋁催化劑” 是一種多孔的鎳鋁合金,常用作有機催化劑,F(xiàn)以某粗鎳(含Ni、Fe、Cu及難與酸、堿溶液反應的不溶性雜質(zhì))為原料制取該催化劑,主要流程如下:
己知:25℃時,以0.1mol/L金屬離子測定得到如下數(shù)據(jù):
物質(zhì) | CuS | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | NiS | Fe(OH)3 | |
Ksp | 6×10-36 | 3×10-19 | ||||
pH | 開始沉淀 | 4.7 | 7.2 | 1.9 | ||
沉淀完全 | 6.7 | 9.2 | 3.2 |
根據(jù)信息回答:
(1)步驟①常用熱濃硫酸進行酸浸,寫出酸浸時金屬鎳發(fā)生反應的化學方程式__________。
(2)酸浸過程應控制酸的濃度、溫度等條件,如圖是鎳的浸出率與溫度的關系,溫度高于100℃時,Ni2+浸出率降低的原因可能是______________。
(3)濾液l中含有0.8mol/LNi2+、0.1mol/LFe3+、0.1mol/LCu2+,步驟②的連續(xù)操作過程需要先分離出鐵元素、銅元素,再制得鎳硫化合物。為達到此目的,應先加NaOH將溶液調(diào)節(jié)至_______(填pH的取值范圍);再加_______(選填最佳試劑的序號)。當溶液中Ni2+開始形成NiS時,c(Cu2+)_______。(忽略溶液體積變化)
A.硝酸 B.氨水 C. A12S3 D.H2S
(4)步驟③生成的Ni(CO)4中碳的化合價與KCN中碳的化合價相同,則Ni(CO)4中Ni的化合價為______;工業(yè)上也常用NaClO氧化NiSO4,將制得的NiOOH熱分解后進行還原得到Ni。ClO-在堿性條件下氧化Ni2+生成NiOOH的離子方程式為_____________。
(5)步驟⑥的目的是降低鋁含量、獲得多孔狀的“海綿鎳鋁催化劑”,從而增強對氫氣的吸附性,步驟⑥的離子方程式為___________________。
【答案】 Ni+2H2SO4(濃) NiSO4+SO2↑+2H2O 溫度超過100℃ 后,Ni2+的水解程度變大,生成更多Ni(OH)2 6.7≤pH<7.2 D 1.6×10-17mol/L 0 ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH+H2O+Cl- 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑
【解析】(1)由銅溶解于濃硫酸可推知,濃硫酸有強氧化性,在溶解Ni時自身被還原為SO2,發(fā)生反應的化學方程式為Ni+2H2SO4(濃) NiSO4+SO2↑+2H2O;
(2)由圖可知,溫度高于100℃時,Ni2+浸出率降低的同時Ni(OH)2升高,說明溫度超過100℃ 后,Ni2+的水解程度變大,生成更多Ni(OH)2;
(3)由圖表可知Fe3+完全沉淀時的pH為3.2,Cu2+完全沉淀時的pH為6.7,Ni2+形成沉淀時的pH為7.2,則NaOH將溶液調(diào)節(jié)至6.7≤pH<7.2;待Fe3+、Cu2+完全沉淀后欲形成鎳硫化合物,同時不引入新的雜質(zhì),可加入H2S,故答案為D;當溶液中Ni2+開始形成NiS時,根據(jù)Ksp(NiS)=3×10-19、0.8mol/L Ni2+,Ksp(CuS)=6×10-36,c(Cu2+)=[Ksp(CuS)÷(Ksp(NiS)÷c(Ni2+))]=[(6×10-36)÷((3×10-19)÷c(0.8))]mol/L=1.6×10-17mol/L;
(4)KCN中K為+1價、N為-3價,根據(jù)正負化合價代數(shù)和為0,可知C為+2價,則Ni(CO)4中碳為+2價、O為-2價,可知Ni為0價;ClO-在堿性條件下氧化Ni2+生成NiOOH的離子方程式為ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH+H2O+Cl-;
(5)步驟⑥是用NaOH溶解溶解Al降低鋁含量、獲得多孔狀的“海綿鎳鋁催化劑”, 發(fā)生反應的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】游離態(tài)的氮經(jīng)一系列轉化可以得到硝酸,如下圖所示。
(1)NH3和O2在催化劑作用下反應,其化學方程式是______________。
(2)NO2→HNO3反應中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為________________。
(3)2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)是制造硝酸的重要反應之一。在800℃時,向容積為1L的密閉容器中充入0.010molNO和0.005molO2,反應過程中NO的濃度隨時間變化如下圖所示。
①2min內(nèi),v(O2)=________mol/(L·min)
②800℃時,該反應的化學平衡常數(shù)為__________。
③判斷該反應達到平衡的依據(jù)是(寫出2條即可)____________。
④已知:ⅰ.
ⅱ.N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1,寫出NO生成NO2熱化學方程式_____________,溫度對于NO生成NO2平衡轉化率的影響是:___________________。
(4)電解法處理含氮氧化物廢氣,可以回收硝酸。實驗室模擬電解法吸收NO,裝置如圖所示(均為石墨電極)。請寫出電極過程中NO轉化為硝酸的電極反應式:______________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】X、Y、Z、W是原子序數(shù)依次增大的四種短周期元素,A、B、C、D、F是由其中的兩種或三種元素組成的化合物,E是由Z元素形成的單質(zhì),0.1molL-1 D溶液的pH為13(25℃)。它們滿足如圖轉化關系,則下列說法正確的是
A. 由X、Y、Z、W四種元素組成的鹽溶液pH小于7
B. 化合物F中含有共價鍵和離子鍵
C. 0.1molB與足量C完全反應共轉移電子數(shù)為0.2NA
D. Z元素的最高正價為+6
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】2 mol A與2 mol B混合于2 L的密閉容器中,發(fā)生如下反應:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g),若2 s后,A的轉化率為50%,測得v(D)=0.25 mol·L-1·s-1計算:
(1)v(C)等于多少?
(2)z的值。
(3)B的轉化率。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A. 某有機物燃燒只生成CO2和H2O,且二者物質(zhì)的量相等,則此有機物的組成為CnH2n
B. 相同質(zhì)量的烴完全燃燒,消耗O2越多,烴中含H量越高
C. 一種烴在足量的氧氣中燃燒并通過濃H2SO4,減少的總體積就是生成的水蒸氣的體積
D. 某氣態(tài)烴CxHy與足量的氧氣恰好完全反應,如果反應前后氣體體積不變(溫度>100),則y=4;若體積減小,則y>4;否則y<4
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】TPE及其衍生物具有誘導發(fā)光特性,在光電材料等領域應用前景廣泛。TPE的結構簡式如圖,下列關于TPE的說法正確的是
A. TPE屬于苯的同系物
B. TPE能發(fā)生加成反應,但不能取代反應
C. TPE與化合物互為同分異構體
D. TPE的一氯代物有3種
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】C、N、S對應的化合物,是重要的化學物質(zhì)。試回答下列問題:
(1)已知:氫氣的燃燒熱為286.0kJ/mol,氨氣的燃燒熱為382.5 kJ/mol ,則合成氨反應的熱化學方程式
為_____________________。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常溫下可將SO2轉化為SO42-,從而實現(xiàn)對SO2的治理。已知含SO2的廢氣通入含F(xiàn)e2+、Fe3+的溶液時,其中一個反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,則另一反應的離子方程式為________________。
(3)用活性炭還原法處理氮氧化物。 有關反應為C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)。
某研究小組向密閉的真空容器中(假設容器體積不變,固體試樣體積忽略不計)中加入NO和足量的活性炭,恒溫(T)條件下反應,反應進行到不同時間測得各物質(zhì)的濃度如表:
時間(min) 濃度(molL-1) | NO | N2 | CO2 |
0 | 1.00 | 0 | 0 |
10 | 0.58 | 0.21 | 0.21 |
20 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
30 | 0.40 | 0.30 | 0.30 |
40 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
50 | 0.32 | 0.34 | 0.17 |
①10min~20min以v(CO2)表示的反應速率為_________________。
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計算T℃時該反應的平衡常數(shù)為Kp=___________,(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù),保留兩位小數(shù))
③一定溫度下,隨著NO的起始濃度增大,則NO的平衡轉化率_________(填“增大”“不變”或“減小”)。
④該反應達到平衡時下列說法正確的是______填序號字母)。
a.容器內(nèi)壓強保持不變 b.2v(NO)=v(N2)
c.容器內(nèi)CO2的體積分數(shù)不變 d.混合氣體的密度保持不變
⑤30min時改變某一條件,過一段時間反應重新達到平衡,則改變的條件可能是______。請在圖中畫出30~40min的變化曲線______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下表為元素周期表的一部分,請參照元素①-⑨在表中的位置:
回答下列問題:
(1)寫出②,③,④的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性強弱_______________________;
(2)⑤-⑨的簡單離子半徑由大到小的順序為:_______________________;(填離子符號)
(3)用電子式表示②的最高價氧化物的形成過程:____________;
(4)請設計實驗比較元素⑥與⑦金屬性的相對強弱:_________________;
(5) X、Y由①②④中的兩種或三種元素組成。X的溶液能與小蘇打反應產(chǎn)生Y,若X是其所屬系列中最簡單的分子,且相對分子質(zhì)量為46,則X的名稱為_________,寫出X溶液與小蘇打反應的離子方程式為___________________。
(6)用由①、②兩種元素組成的空間構型為正四面體結構的有機物A與④元素的單質(zhì)可以制成電池,電池中裝有KOH濃溶液,將多孔的惰性電極甲和乙浸入KOH溶液中,在甲極通入A,乙極通入④的單質(zhì),則甲極的電極反應式為:_________________________________,一段時間后KOH的濃度將___(填“變大”、“變小”、“不變”或“無法確定”)。
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