【題目】NiCl2是化工合成中最重要的鎳源。工業(yè)上利用含鎳(Ni)廢催化劑(主要含有Ni,還含有SiO2Al2O3Fe及其它不溶于酸、堿的雜質(zhì))生產(chǎn)氯化鎳晶體(NiCl2·nH2O)流程如圖:

部分金屬氫氧化物Ksp近似值如下表所示:

化學(xué)式

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Ni(OH)2

Ksp近似值

10-17

10-38

10-34

10-15

回答下列問題:

1Al的原子結(jié)構(gòu)示意圖為___。

2酸浸、溶解所使用的酸為___堿浸時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2O、____

3氧化加入H2O2溶液,其作用是___(用離子方程式表示)。然后調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀(離子濃度≤10-5mol·L-1時,離子沉淀完全),此時常溫下的pH約為____

4操作①的實(shí)驗(yàn)操作依次為緩緩加熱,濃縮至___為止、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,即得產(chǎn)品。

5)鎳氫電池已成為混合動力汽車的主要電池類型,其在堿性電解質(zhì)溶液的工作原理如下:M+Ni(OH)2MH+NiOOH(式中M為儲氫合金)。寫出電池充電過程中陽極的電極反應(yīng)式___。

【答案】 鹽酸 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3 溶液表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜 Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O

【解析】

某含鎳(Ni)廢催化劑中主要含有Ni,還含有SiO2Al2O3、Fe及其它不溶于酸、堿的雜質(zhì),工藝流程的目的是用含鎳廢催化劑制備NiCl2nH2O晶體,分析工藝流程,將含Ni廢催化劑用NaOH溶液浸泡,SiO2Al2O3溶于NaOH生成可溶于水的Na2SiO3NaAlO2,進(jìn)行過濾操作,所得濾渣為Fe、Ni及其他不溶于堿的雜質(zhì),再進(jìn)行酸浸,則FeNi溶于酸形成Fe2+Ni2+,進(jìn)行過濾操作,將不溶于酸的雜質(zhì)被過濾出,濾液中主要含有Fe2+Ni2+,用H2O2氧化溶液中的Fe2+生成Fe3+,再加入 Na2CO3溶液調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過濾后濾液中再繼續(xù)滴加Na2CO3溶液生成Ni(OH)2沉淀,將過濾所得Ni(OH)2沉淀用鹽酸溶解,并蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾即得NiCl2nH2O晶體,據(jù)此分析。

(1)Al的原子序數(shù)為13,位于元素周期表第三周期,即共有3個電子層,且最外層電子數(shù)為3,則其原子結(jié)構(gòu)示意圖為,故答案為:;

(2)本工藝流程的目的是用含鎳廢催化劑制備NiCl2nH2O晶體,則酸浸溶解所使用的酸為稀鹽酸;堿浸SiO2Al2O3溶于NaOH生成可溶于水的Na2SiO3NaAlO2,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SiO2+2OH-=SiO32-+H2OAl2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,故答案為:鹽酸;Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O

(3)Fe3+更易形成Fe(OH)3達(dá)到去除Fe元素的目的,則加入H2O2溶液的目的是氧化Fe2+Fe3+,發(fā)生的離子反應(yīng)為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀,定性分析來看,溶液中c(Fe3+)濃度低于10-5mol/L可認(rèn)為Fe3+幾乎完全被除去,此時溶液中c(OH-)==10-11mol/L,則pH =14+lgc(OH-)=3,故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O3;

(4)“操作①的目的為從溶液中獲得NiCl2nH2O晶體,操作依次為緩緩加熱,濃縮至溶液表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜為止、再經(jīng)冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,即得產(chǎn)品,故答案為:溶液表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜;

(5)鎳氫電池在堿性電解質(zhì)溶液的工作原理如下:M+Ni(OH)2MH+NiOOH,充電時陽極上Ni(OH)2發(fā)生氧化反應(yīng),生成NiOOH,則陽極的電極反應(yīng)式為Ni(OH)2+OH-- e-=NiOOH+H2O,故答案為:Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為了探究化學(xué)能與熱能的轉(zhuǎn)化,某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計了如下三套實(shí)驗(yàn)裝置:

1)上述3個裝置中,不能證明“銅與濃硝酸反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)”的是_______。(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)

M為鈉,則實(shí)驗(yàn)過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是__________________;

②觀察到燒杯里產(chǎn)生氣泡,則說明M溶于水______(填“一定是放熱反應(yīng)”“一定是吸熱反應(yīng)”或“可能是放熱反應(yīng)”),理由是_____________________________;

③若觀察到燒杯里的玻璃管內(nèi)形成一段水柱,則M可能是_______________。

2)某同學(xué)選用裝置Ⅰ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)前U形管里液面左右相平),在甲試管里加入適量氫氧化鋇溶液與稀硫酸,U形管中可觀察到的現(xiàn)象是________________,說明該反應(yīng)屬于______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。

3)為探究固體M溶于水的熱量變化情況,選擇裝置Ⅱ進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(在甲中進(jìn)行)。M為鈉,則實(shí)驗(yàn)過程中燒杯中可觀察到的現(xiàn)象是_________________

4)至少有兩種實(shí)驗(yàn)方法能證明超氧化鉀與水的反應(yīng)(4KO22H2O4KOH3O2↑)是放熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng)。

方法①:選擇上述裝置__________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)進(jìn)行實(shí)驗(yàn);

方法②:取適量超氧化鉀粉末用脫脂棉包裹并放在石棉網(wǎng)上,向脫脂棉上滴加幾滴蒸餾水,片刻后,若觀察到棉花燃燒,則說明該反應(yīng)是________反應(yīng)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電解100mLc(H+)=0.3mol/L的下列溶液,當(dāng)電路中通過0.04mol電子時,理論上析出金屬質(zhì)量最大的是(

A. 0.10mol/LAg+B. 0.20mol/LZn2+C. 0.20mol/LCu2+D. 0.20mol/LPb2+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知K、Ka、Kb、KwKh、Ksp分別表示化學(xué)平衡常數(shù)、弱酸的電離平衡常數(shù)、弱堿的電離平衡常數(shù)、水的離子積常數(shù)、鹽的水解平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積常數(shù)。

1)有關(guān)上述常數(shù)的說法正確的是______

a.它們都能反映一定條件下對應(yīng)變化進(jìn)行的程度

b.它們的大小都隨溫度的升高而增大

c.常溫下,CH3COOH在水中的Ka大于在飽和CH3COONa溶液中的Ka

d.一定溫度下,在CH3COONa溶液中,KwKa·Kh

225℃時,將a mol·L1的氨水與0.01 mol·L1的鹽酸等體積混合所得溶液中c(NH4+)c(Cl),則溶液顯_____(”“”)性;用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離平衡常數(shù)Kb____。

3)高爐煉鐵中發(fā)生的反應(yīng)有FeO(s)CO(g)Fe(s)CO2(g) ΔH<0。該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K_____;已知1100 ℃時,K0.25,則平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為________;在該溫度下,若測得高爐中c(CO2)0.020 mol·L1c(CO)0.1 mol·L1,則此時反應(yīng)速率是υ()_____υ()(“>”“<””)。

4)已知高溫下Fe(OH)3Mg(OH)2Ksp分別為8.0×10381.0×1011,向濃度均為0.1 mol·L1FeCl3、MgCl2的混合溶液中加入堿液,要使Fe3完全沉淀而Mg2不沉淀,應(yīng)該調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是______(已知lg20.3)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某學(xué)生用鄰苯二甲酸氫鉀,(分子式為相對分子質(zhì)量為204)測定NaOH溶液的濃度,若NaOH溶液的濃度在0.1mol/L左右,滴定終點(diǎn)時溶液的pH約為9.1。

1)寫出鄰苯二甲酸氫鉀與NaOH反應(yīng)的化學(xué)方程式:________。

2)將用分析天平精確稱量的鄰苯二甲酸氫鉀放于錐形瓶中,加適量的水溶解,溶液無色,再加入指示劑_____(從甲基橙、酚酞、石蕊中選擇),用NaOH溶液滴定到終點(diǎn)時,現(xiàn)象是________。

3)該實(shí)驗(yàn)要用到的主要玻璃儀器_____________。

4)該學(xué)生進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn),所取固體的質(zhì)量均相同,填寫下表:

實(shí)驗(yàn)

編號

鄰苯二甲酸氫鉀的質(zhì)量(g)

待測NaOH溶液的體積(mL)

1

0.4488

22.24

2

20.04

3

19.96

滴定中誤差較大的是第_____次實(shí)驗(yàn),造成這種誤差的可能原因是_____

a.滴定時有NaOH溶液滴到錐形瓶外面;

b.未用NaOH溶液潤洗滴定管;

cNaOH溶液在“0”刻度線以上,未予調(diào)整就開始滴定;

d.觀察記錄滴定管內(nèi)液面刻度時滴定前仰視,滴定后俯視;

e.酚酞指示劑由無色變?yōu)榧t色時立即停止滴定。

5NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)元素的第一電離能:Al____Si(“>”“<”),按電負(fù)性由大到小的順序排列N、O、F___

2)基態(tài)Mn2+的核外電子排布式為___。

3)硅烷(SinH2n+2)的沸點(diǎn)與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示,呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是___。

4)硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉,其陰離子Xm-(B、OH三種元素)的球棍模型如圖所示:

①在Xm-中,硼原子軌道的雜化類型有___;配位鍵存在于___原子之間(填原子的數(shù)字標(biāo)號)。

②硼砂晶體由Na+、Xm-H2O構(gòu)成,它們之間存在的作用力有___(填序號)。

A.離子鍵 B.共價鍵 C.金屬鍵 D.范德華力E.氫鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】電致變色玻璃以其優(yōu)異的性能將成為市場的新寵。如圖所示為五層膜的玻璃電致變色系統(tǒng),其工作原理是:在外接電源下,通過在膜材料內(nèi)部發(fā)生氧化還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)對器件的光透過率進(jìn)行多級可逆性調(diào)節(jié)。(已知:WO3Li4Fe4[Fe(CN)6]3均為無色透明,LiWO3Fe4[Fe(CN)6]3均為藍(lán)色)下列有關(guān)說法正確的是

A. 當(dāng)B外接電源負(fù)極時,膜由無色變?yōu)樗{(lán)色

B. 當(dāng)B外接電源負(fù)極時,離子儲存層發(fā)生反應(yīng)為:Fe4[Fe(CN)6]3+4Li++4eˉLi4Fe4[Fe(CN)6]3

C. 當(dāng)A接電源的負(fù)極時,此時Li+得到電子被還原

D. 當(dāng)A接電源正極時,膜的透射率降低,可以有效阻擋陽光

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:

.A是石油裂解氣的主要成分,A的產(chǎn)量通常是衡量一個國家石油化工水平的標(biāo)準(zhǔn)。

.2CH3CHOO2→2CH3COOH。

現(xiàn)以A為主要原料合成乙酸乙酯,其合成路線如圖所示:

請回答下列問題。

(1)寫出A的結(jié)構(gòu)簡式:___。

(2)B物質(zhì)的名稱是___。

(3)E___(填“能或不能”)使酸性高錳酸鉀溶液褪色

(4)寫出下列反應(yīng)方程式及反應(yīng)類型:

②化學(xué)方程式__,反應(yīng)類型___。

④化學(xué)方程式__,反應(yīng)類型___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鈉、硫及其化合物用途非常廣泛;卮鹣铝袉栴}:

1)基態(tài)S原子價層電子的軌道表達(dá)式為________,基態(tài)Na原子電子占據(jù)最高能級的電子云輪廓圖為________形。

2)乙炔鈉廣泛用于有機(jī)合成,乙炔鈉中存在________(填序號)。乙炔鈉的熔沸點(diǎn)比S8高,原因是________。

A.金屬鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵

3NaN3是用于汽車安全氣囊的產(chǎn)氣藥,N3的空間構(gòu)型為________,N3中心原子的雜化方式是____________________

4的晶格能可通過圖示中的born—Haber循環(huán)計算得到,Na原子的電子電離能為________kJ·mol-1,Cl-Cl的鍵能為_______kJ·mol-1,Cl的電子親和能為_______kJ·mol-1,NaCl的晶格能為________kJ·mol-1。

5)已知的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,晶體密度為1.86g·cm-3。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,則晶胞參數(shù)a=________(列出計算式)。

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