【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-為有機物配體,K=1.6×10-14)
②Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15
③Ka1(H2C2O4)= 5.6×10-2,Ka2(H2C2O4)= 5.4×10-5
④“脫絡”過程中,R-與中間產(chǎn)物·OH反應生成·R(有機物自由基),·OH能與H2O2發(fā)生反應。有關反應的方程式如下:
i.Fe2++H2O2=Fe3++OH-+·OH
ii.R-+·OH = OH-+·R
iii.H2O2+2·OH=O2↑+2H2O
請回答下列問題:
(1)中間產(chǎn)物·OH的電子式是________
(2)“沉鐵”時,若溶液中c(Ni2+)=0.01mol·L-1,加入碳酸鈉調(diào)溶液的pH為________(假設溶液體積不變,lg6≈0.8)使Fe3+恰好沉淀完全(離子的濃度≤1.0×10-5mol·L-1),此時________(填“有”或“無”)Ni(OH)2沉淀生成。
(3)25℃時,pH=3的草酸溶液中c(C2O42-)/c(H2C2O4)________(保留兩位有效數(shù)字)!俺伶嚒奔吹玫讲菟徭嚦恋恚潆x子方程式是________
(4)“灼燒”氧化草酸鎳的化學方程式為_______________________________。
(5)加入Fe2+和H2O2能夠?qū)崿F(xiàn)“脫絡”的原因是________。
(6)三氧化二鎳能與濃鹽酸反應生成氯氣,寫出反應的離子方程式________________。
【答案】 2.8 無 3.02 Ni2+ +H2C2O4 = NiC2O4↓ + 2H+ 4NiC2O4 +3O22Ni2O3 +8CO2↑ Fe2+和H2O2發(fā)生反應生成·OH,·OH將R-轉(zhuǎn)化成·R,c(R-)減小,使平衡NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)向正向移動,實現(xiàn)“脫絡” Ni2O3 +6H+ +2Cl- = 2Ni2+ +Cl2↑ +3H2O
【解析】
(1)·OH有一個孤電子,據(jù)此書寫其電子式;
(2)根據(jù)氫氧化鐵的溶度積,計算要使Fe3+恰好沉淀完全所需的c(OH),進而計算得出其pH值,再根據(jù)Ni2+與溶液中c(OH)的平方的乘積與Ksp[Ni(OH)2]比較,得出溶液中是否有沉淀生成;
(3)依據(jù)二元弱酸草酸的兩步電離平衡常數(shù)表達式方程式列式計算;流程中加入草酸后變?yōu)椴菟徭,?jù)此作答;
(4)“灼燒”過程產(chǎn)生了Ni2O3,依據(jù)氧化還原反應規(guī)律書寫化學方程式;
(5)依據(jù)給定條件④,Fe2+和H2O2發(fā)生反應生成·OH,·OH將R-轉(zhuǎn)化成·R,c(R-)減小,考慮平衡NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)移動情況分析作答;
(6)根據(jù)得失電子數(shù)守恒書寫其化學方程式。
(1)·OH有一個孤電子,核外為9個電子,其電子式為:;
(2)Ksp[Fe(OH)3]=2.16×10-39,則使Fe3+恰好沉淀完全所需的c(OH) = = 6 ×10-12,此時溶液的pH = -lgc(H+) = -lg = 2 +lg6 = 2.8,因溶液中c(Ni2+)=0.01mol·L-1,則c(Ni2+)×c2(OH) = 0.01mol·L-1×(6×10-12)2 = 3.6×10-25 < Ksp[Ni(OH)2],因此無Ni(OH)2沉淀,
故答案為:2.8;無;
(3)草酸在水溶液中發(fā)生電離,第一電離方程式為:H2C2O4H+ + HC2O4-,其電離平衡常數(shù)Ka1(H2C2O4) = ,同理第二步電離方程式為:HC2O4-H+ + C2O42-,其電離平衡常數(shù)Ka2(H2C2O4) = , c(C2O42-)/c(H2C2O4) = × × = Ka2(H2C2O4)× Kal(H2C2O4)× = 5.4×10-5 × 5.6×10-2 ×3.02,沉鎳過程加入草酸,其離子方程式為:Ni2+ +H2C2O4 = NiC2O4↓ + 2H+,
故答案為:3.02;Ni2+ +H2C2O4 = NiC2O4↓ + 2H+;
(4)“灼燒”氧化草酸鎳生成Ni2O3,C元素以穩(wěn)定的二氧化碳形式生成,O元素化合價降低,其化學方程式可表示為:4NiC2O4 +3O22Ni2O3 +8CO2↑,
故答案為:4NiC2O4 +3O22Ni2O3 +8CO2↑;
(5)根據(jù)已知信息可知,Fe2+和H2O2會發(fā)生反應生成·OH,·OH將R-轉(zhuǎn)化成·R,c(R-)減小,使平衡NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)向正向移動,實現(xiàn)“脫絡”,
故答案為:Fe2+和H2O2發(fā)生反應生成·OH,·OH將R-轉(zhuǎn)化成·R,c(R-)減小,使平衡NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq)向正向移動,實現(xiàn)“脫絡”;
(6)三氧化二鎳能與濃鹽酸反應生成氯氣,鎳元素以Ni2+形式存在于溶液中,其離子方程式為:Ni2O3 +6H+ +2Cl- = 2Ni2+ +Cl2↑ +3H2O
故答案為:Ni2O3 +6H+ +2Cl- = 2Ni2+ +Cl2↑ +3H2O。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知: A是石油裂解氣的主要成份且A的產(chǎn)量通常用來衡量一個國家的石油化工水平;D是常用作廚房中調(diào)味品。請回答下列問題:
(1)寫出C的結(jié)構簡式________________________。
(2)寫出下列反應的反應類型: ①________________,④________________。
(3)寫出下列反應的化學方程式:
②______________________________________________________________。
⑤______________________________________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】華法林(Warfarin)又名殺鼠靈,被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準為心血管疾病的臨床藥物。其合成路線(部分反應條件略去)如下所示:
回答下列問題:
(1)A的名稱為_______,E中官能團名稱為________。
(2)B的結(jié)構簡式為________。
(3)由C生成D的化學方程式為_________
(4)⑤的反應類型為______,⑧的反應類型為_________。
(5)F的同分異構體中,同時符合下列條件的同分異構體共有__________種。
a.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應 b.能發(fā)生銀鏡反應
其中核磁共振氫譜為五組峰的結(jié)構簡式為_________。
(6)參照上述合成路線,設計一條由苯酚()、乙酸酐(CH3CO)2O和苯甲醛()為原料,制備的合成路線(其他無機試劑任選)_____。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有下列8種晶體,用序號回答下列問題:
A.水晶 B.白磷 C.冰醋酸 D.固態(tài)氬 E.氯化銨 F.鋁 G.金剛石
(1)含有非極性鍵的原子晶體是_________ ,屬于原子晶體的化合物是_______,不含化學鍵的分子晶體是 _______,屬于分子晶體的單質(zhì)是_________
(2)含有離子鍵、共價鍵、配位鍵的化合物是___________,受熱熔化,需克服共價鍵的是___________.
(3)金剛砂(SiC)的結(jié)構與金剛石相似,硬度與金剛石相當,則金剛砂的晶胞中含有_____個硅原子,______個碳原子;金剛石熔點高于金剛砂的原因_____________________________________
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,下列溶液的離子濃度關系式正確的是
A. pH=5的H2S溶液中,c(H+)= c(HS-)=1×10—5mol·L—1
B. pH=a的氨水溶液,稀釋10倍后,其pH=b,則a=b+1
C. pH=2的H2C2O4溶液與pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+c( HC2O4-)
D. pH相同的①CH3COO Na②NaHCO3③NaClO三種溶液的c(Na+):①>②>③
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有濃度均為0.1 mol·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氫氧化鈉、④氯化銨、⑤醋酸銨、⑥硫酸氫銨、⑦氨水.請回答下列問題:
(1)①、②、③、④四種溶液中由水電離出的H+濃度由大到小的順序是(填序號)___________。
(2)④、⑤、⑥、⑦四種溶液中NH濃度由大到小的順序是(填序號)_______________。
(3)將③和④按體積比1∶2混合后,混合液中各離子濃度由大到小的順序是:__________________。
(4)已知t ℃時,KW=1×10-13,則t ℃(填“>”、“<”或“=”)________25℃。在t ℃時將pH=11的NaOH溶液a L與pH=1的H2SO4溶液b L混合(忽略混合后溶液體積的變化),若所得混合溶液的pH=2,則a∶b=________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】化學與生活密切相關。
I. K2Cr2O7曾用于檢測司機是否酒后駕駛:
Cr2O72-(橙色)+CH3CH2OHCr3+(綠色)+CH3COOH (未配平)
(1)基態(tài)Cr 原子的價電子軌道表達式為_________________。
(2)CH3COOH分子中所含元素的電負性由大到小的順序為___________,碳原子的軌道雜化類型為_________,所含σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為______________________。
(3)已知Cr3+等過渡元素水合離子的顏色如下表所示:
離子 | Se3+ | Cr3+ | Fe2+ | Zn2+ |
水合離子的顏色 | 無色 | 綠色 | 淺綠色 | 無色 |
請根據(jù)原子結(jié)構推測Se3+、Zn2+的水合離子為無色的原因為_______________________。
II. ZnCl2濃溶液常用于除去金屬表面的氧化物,例如與FeO反應可得Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液。
(4) Fe[Zn(OH)Cl2]2溶液中不存在的微粒間作用力有________(填選項字母);
A.離子鍵 B.共價鍵 C.金屬鍵 D.配位鍵 E.范德華力 F.氫鍵
溶液中[Zn(OH)Cl2]-的結(jié)構式為_____________________。
III.鋅是人體必需的微量元素之一,其堆積方式如圖1,晶胞結(jié)構如圖2。
(5)鋅的堆積方式為_________,配位數(shù)為__________________。
(6)若梓原子的半徑為a pm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則鋅晶體的密度為______g/㎝3 (用含a的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某氣態(tài)烴1體積只能與1體積HBr發(fā)生加成反應,生成溴代烷,此溴代烷1mol可與5mol Cl2發(fā)生完全取代反應,則該烴的結(jié)構簡式為( )
A.CH2=CH2B.CH3CH=CH2
C.CH3CH3D.CH2=CH—CH=CH2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某溫度下,向一定體積 0.1mol/L 醋酸溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,溶液中pOH (pOH = -lg[OH-])與pH的變化關系如圖所示,則
A. M點所示溶液導電能力強于Q點
B. N點所示溶液中c(CH3COO-)﹥c(Na+)
C. M點和N點所示溶液中水的電離程度相同
D. Q點消耗NaOH溶液的體積等于醋酸溶液的體積
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