【題目】工業(yè)利用含鎳廢料(以鎳鐵鈣合金為主)制取NiC2O4(草酸鎳),再經(jīng)高溫煅燒NiC2O4制取Ni2O3的流程如圖:

已知:NiC2O4CaC2O4均難溶于水;Fe3+完全沉淀的pH約為3.2。

(1)“酸溶時(shí)硫酸不宜過(guò)多的原因?yàn)?/span>________。

(2)加入H2O2發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為________;

(3)加入Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH4.0~5.0,其目的為_________。

(4)加入NH4F溶液可將Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀除去,已知25℃時(shí)Ksp(CaF2)=1.6×10-10,要使溶液中Ca2+沉淀完全[c(Ca2+)≤1.0×10-5 mol·L-1],則除鈣時(shí)需控制NH4F的濃度至少為_______mol·L-1。

(5)NiC2O4隔絕空氣高溫煅燒可制得Ni2O3NiC2O4受熱分解的化學(xué)方程式為_____。

(6)Ni2O3還可用于制備合成氨的催化劑ConNi(1-n)Fe2O4。在其他條件相同時(shí),合成氨的相對(duì)初始速率隨催化劑中n值變化的曲線如圖,由圖可知Co2+Ni2+兩種離子中催化效果更好的是_______。

【答案】防止調(diào)pH時(shí)消耗過(guò)多Na2CO3 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 促進(jìn)Fe3+水解,使其沉淀完全 0.004 2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2 Co2+

【解析】

向鎳廢料(鎳、鐵、鈣合金為主)中加入硫酸,廢料中的金屬與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生NiSO4、FeSO4CaSO4,向溶液中加入H2O2,可以將Fe2+氧化為Fe3+,加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+全部形成Fe(OH)3沉淀,得到濾渣1Fe(OH)3沉淀,向?yàn)V液再加入NH4F溶液,使Ca2+離子形成CaF2沉淀除去,則沉淀2CaF2,過(guò)濾得到溶液含有Ni2+離子的溶液,在溶液中加入草酸生成NiC2O4,將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到NiC2O4晶體,將晶體煅燒產(chǎn)生Ni2O3。

(1)加入硫酸進(jìn)行酸溶處理,目的是使合金中的金屬元素形成陽(yáng)離子進(jìn)入溶液,若加入硫酸過(guò)多,后面加入Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH時(shí)就會(huì)消耗過(guò)多Na2CO3溶液,因此硫酸不能過(guò)多;

(2)H2O2具有強(qiáng)的氧化性,可以將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,根據(jù)電子守恒、電荷守恒、原子守恒,可得該反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(3)酸溶后的溶液中含有過(guò)量硫酸電離產(chǎn)生的H+,加入Na2CO3溶液調(diào)節(jié)pH4.0~5.0,可以使Fe3+水解形成Fe(OH)3沉淀,從而達(dá)到除去Fe3+的目的,該反應(yīng)的方程式為2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe(OH)3↓+3CO2;

(4)根據(jù)CaF2Ksp(CaF2)=c(Ca2+c2(F-)=1.610-10,當(dāng)溶液中Ca2+沉淀完全時(shí),由于c(Ca2+≤1.010-5 mol·L-1, c(F-)最小為:=0.004 mol/L;

(5)NiC2O4高溫煅燒產(chǎn)生Ni2O3,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生CO、CO2,可獲得兩種化合物氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2

(6)Ni2O3可用于制備合成氨的催化劑ConNi(1-n)Fe2O4。從圖可知:催化劑中n值越大,合成氨的相對(duì)初始速率越大。催化劑中n值越大,則催化劑ConNi(1-n)Fe2O4Co2+的含量越大,由此可知Co2+、Ni2+兩種離子中催化效果更好的是Co2+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】鈉、鋁和鐵是三種重要的金屬。請(qǐng)回答:

(1)這三種金屬中金屬活動(dòng)性最強(qiáng)的是______ (填元素符號(hào))

(2)畫(huà)出鋁的原子結(jié)構(gòu)示意圖________ 。

(3)寫(xiě)出氯化鋁的電離方程式________ 。

(4)把一小塊金屬鈉投入水中,觀察到以下各種現(xiàn)象:鈉浮在水面上,熔成閃亮的小球,四處游動(dòng),逐漸減少,直至消失。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______;其中鈉熔成閃亮小球的原因是_______。鈉完全反應(yīng)后,收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的氫氣2.24L,則參加反應(yīng)的鈉的物質(zhì)的量為______ mol。

(5)(4)所得溶液平均分成兩份:

①一份加入足量的鋁片充分反應(yīng),寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:___________。

②向另一份溶液中滴加FeCl3溶液至沉淀不再增加,寫(xiě)出生成沉淀的反應(yīng)的離子方程式__________;繼續(xù)將沉淀過(guò)濾、洗滌、干燥、灼燒,此時(shí)得到的固體為_____(填化學(xué)式)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)如下三個(gè)實(shí)驗(yàn)方案以探究某反應(yīng)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng):

方案一:如圖1,在小燒杯里放一些除去氧化鋁保護(hù)膜的鋁片,然后向燒杯里加入10 mL 2 mol·L1稀硫酸,再插入一支溫度計(jì),溫度計(jì)的溫度由20 ℃逐漸升至75 ℃,隨后,溫度逐漸下降至30 ℃,最終停留在20 ℃。

方案二:如圖2,在燒杯底部用熔融的蠟燭粘一塊小木片,在燒杯里加入10 mL 2 mol·L1硫酸溶液,再向其中加

入氫氧化鈉溶液,片刻后提起燒杯,發(fā)現(xiàn)小木片脫落下來(lái)。

方案三:如圖3,甲試管中發(fā)生某化學(xué)反應(yīng),實(shí)驗(yàn)前U形管紅墨水液面相平,在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,通過(guò)U形管兩側(cè)紅

墨水液面高低判斷某反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。

序號(hào)

甲試管里發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)

U形管里紅墨水液面


氧化鈣與水

左低右高


氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體(充分?jǐn)嚢?/span>)

?


鋁片與燒堿溶液

左低右高


銅與濃硝酸

左低右高

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答相關(guān)問(wèn)題:

1)鋁片與稀硫酸的反應(yīng)是________(吸熱放熱”)反應(yīng),寫(xiě) 出該反應(yīng)的離子方程式:___________。

2)方案一中,溫度升至最大值后又下降的原因是___________。

3)方案二中,小木片脫落的原因是________,由此得出的結(jié)論是__________________。

4)方案三中,如果甲試管里發(fā)生的反應(yīng)是放熱反應(yīng),則U形管里紅墨水液面:左邊________(高于”“低于等于”)右邊。

5)由方案三的現(xiàn)象得出結(jié)論:①③④組物質(zhì)發(fā)生的反應(yīng)都是________(吸熱放熱”)反應(yīng),如果放置較長(zhǎng)時(shí)間,可觀察到U形管里的現(xiàn)象是______________

6)方案三實(shí)驗(yàn)U形管中的現(xiàn)象為________,說(shuō)明反應(yīng)物的總能量________(大于”“小于等于”)生成物的總能量

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如右圖所示,把試管放入盛有25 ℃飽和澄清石灰水的燒杯中,試管中開(kāi)始放入幾小塊鎂片,再用滴管滴入10 mL鹽酸于試管中,試回答下列問(wèn)題:

1)實(shí)驗(yàn)中觀察到的現(xiàn)象是________________________________ 。

2)產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是____________________________。

3)寫(xiě)出有關(guān)反應(yīng)的離子方程式:_________________________________;

反應(yīng)中轉(zhuǎn)移了0. 04mol電子時(shí);標(biāo)準(zhǔn)狀況下產(chǎn)生多少________mLH2;消耗鎂多少________g(保留兩位小數(shù));生成的MgCl2物質(zhì)的量濃度為________。(溶液體積保持不變)

4)由實(shí)驗(yàn)推知,鎂片溶液和鹽酸的總能量________(大于、小于等于”) MgCl2H2的總能量;此反應(yīng)為________ (填放熱反應(yīng)或者吸熱反應(yīng))。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】I.化合物甲和化合物乙的混合粉末是汽車(chē)安全氣囊中存放的化學(xué)物質(zhì),經(jīng)組成分析,確定該混合粉末僅含 Na、Fe、NO 四種元素。為研究安全氣囊工作的化學(xué)原理,進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)操作:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)工業(yè)上冶煉單質(zhì)2的化學(xué)方程式為 ________

(2)若化合物丙在空氣中轉(zhuǎn)化為碳酸氫鹽,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ________;

(3)化合物甲可用下列方法制備:30℃時(shí),將水合肼(N2H4H2O)、亞硝酸甲酯(CH3ONO)、NaOH 混合,充分反應(yīng)后先回收得到 CH3OH,母液降溫結(jié)晶,過(guò)濾得到化合物甲。寫(xiě)出用該法制備化合物甲的化學(xué)反應(yīng)方程式 ________。

II.晶體硅是一種重要的非金屬材料。實(shí)驗(yàn)室用 SiHCl3 與過(guò)量 H2 反應(yīng)制備純硅的裝置如下(熱源及夾持裝置略)。制備純硅的主要反應(yīng)為:SiHCl3+H2 = Si()+3HCl

已知①SiHCl3 沸點(diǎn) 33.0℃,上述反應(yīng)在 1000~1100℃進(jìn)行;②SiHCl3 能與 H2O 強(qiáng)烈反應(yīng),在空氣中易自燃。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)下列說(shuō)法不正確的是___________;

A.裝置B中的溶液可以是濃硫酸

B.裝置C中的燒瓶需要加熱,其目的是使滴入燒瓶中的 SiHCl3 氣化

C.裝置D中觀察到的現(xiàn)象是有固體物質(zhì)生成

D.裝置D可以采用普通玻璃管代替石英管

E.為保證制備純硅實(shí)驗(yàn)的成功,關(guān)鍵的操作步驟有檢查實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性,控制好反應(yīng)溫度以及排盡裝置中的空氣、干燥氣體

F.尾氣處理裝置中可以將導(dǎo)管直接插入盛有NaOH 溶液的燒杯中

(2)為檢驗(yàn)?zāi)炒止柚写嬖诘蔫F元素,可采取的實(shí)驗(yàn)操作方法是__________;

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)硫元素及其化合物的相關(guān)化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是(

A.質(zhì)子數(shù)為16,中子數(shù)為16的硫原子:S

B.硫化鈉的電子式:

C.二硫化碳分子的比例模型:

D.NaHSO3電離方程式:NaHSO3=Na++H++SO

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)與用途具有對(duì)應(yīng)關(guān)系的是(

A.NaClO溶液具有堿性,可用于殺菌消毒

B.NH3具有還原性,可用于檢驗(yàn)HCl泄漏

C.FeCl3溶液能與Cu反應(yīng),可用于蝕刻印刷電路板

D.漂白粉在空氣中不穩(wěn)定,可用于漂白紙漿

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在常溫下的一密閉容器中事先放入1.56g過(guò)氧化鈉,然后再通入乙烷與氧氣的混合氣體,用電火花引爆,直至反應(yīng)完全為止,恢復(fù)到原溫度,容器內(nèi)壓強(qiáng)近似為零。

1)相同條件下,通入的氣體氧氣和乙烷的體積比是多少?_____

2)通入氧氣的質(zhì)量最大應(yīng)是多少?_____

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】R、X、YZ是四種元素,其常見(jiàn)化合價(jià)均為+2價(jià),X2+與單質(zhì)R不反應(yīng),X2++Z=X+Z2+,Y+Z2+=Y2++Z。這四種離子被還原成0價(jià)時(shí),表現(xiàn)的氧化性強(qiáng)弱順序?yàn)?/span>( )

A.R2+>X2+>Z2+>Y2+B.X2+>R2+>Y2+>Z2+

C.Y2+>Z2+>R2+>X2+D.Z2+>X2+>R2+>Y2+

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案