【題目】NiCO3常用于催化劑、電鍍、陶瓷等工業(yè),F(xiàn)用某含鎳電鍍廢渣(含Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì))制取NiCO3的過(guò)程如圖所示:
(1)流程中的試劑X(某鈉鹽)的化學(xué)式是___________。
(2)“氧化”時(shí)需保持濾液在40℃左右,用6%的H2O2溶液氧化。控制溫度不超過(guò)40℃的原因是______(用化學(xué)方程式表示)。
(3)Fe2+也可以用NaClO3氧化,生成的Fe3+在較小pH條件下水解,最終形成黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去,如圖是pH—溫度關(guān)系圖,圖中陰影部分為黃鈉鐵礬穩(wěn)定存在的區(qū)域,下列說(shuō)法不正確的是________(填字母)。
a.黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]中鐵為+2價(jià)
b.pH過(guò)低或過(guò)高均不利于生成黃鈉鐵礬,其原因相同
c.氯酸鈉在氧化Fe2+時(shí),1 mol NaClO3得到的電子數(shù)為6NA
d.工業(yè)生產(chǎn)中溫度常保持在85~95 ℃,加入Na2SO4后生成黃鈉鐵礬,此時(shí)溶液的pH約為1.2~1.8。
(4)加入Na2CO3溶液時(shí),確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是_______________。
(5)某小組利用NiCO3制取鎳氫電池的正極材料堿式氧化鎳(NiOOH),過(guò)程如圖:
①已知 25℃時(shí),Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,當(dāng)調(diào)節(jié) pH≥9 時(shí),溶液中殘留的c(Ni2+)________mol/L。
②寫出在空氣中加熱Ni(OH)2制取NiOOH的化學(xué)方程式________________。
③鎳氫電池電解液為30%的KOH,負(fù)極為MH(即吸氫材料M吸附氫原子)。充電時(shí)也可實(shí)現(xiàn)Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiOOH。請(qǐng)寫出放電時(shí)該電池的總反應(yīng)式______________。
【答案】Na2S 2H2O22H2O+O2↑ ab 靜置,取少量上層清液繼續(xù)滴加1~2滴Na2CO3溶液,無(wú)沉淀生成 ≤2×10-5 4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O NiOOH+MH=M+ Ni(OH)2
【解析】
根據(jù)流程圖,某含鎳電鍍廢渣(含Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì))用過(guò)量的酸溶解,其中的金屬轉(zhuǎn)化為金屬陽(yáng)離子,再加入適量X試劑,將銅離子和鋅離子轉(zhuǎn)化為硫化物沉淀除去,濾液中含有鎳、鐵、鉻等金屬離子,根據(jù)(2)可知,保持濾液在40℃左右,用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95℃加入NaOH調(diào)節(jié)pH,除去鐵和鉻,在過(guò)濾后的濾液好加入碳酸鈉得到NiCO3。據(jù)此分析解答。
(1)根據(jù)流程圖,加入試劑X后生成了硫化銅和硫化鋅沉淀,因此試劑X(某鈉鹽)為Na2S,故答案為:Na2S;
(2)由于過(guò)氧化氫受熱容易分解,因此“氧化”時(shí)需保持濾液在40℃左右,溫度不超過(guò)40℃,故答案為:2H2O22H2O+O2↑;
(3)a.黃鈉鐵礬[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]中鈉為+1價(jià),硫酸根為-2價(jià),氫氧根為-1價(jià),根據(jù)正負(fù)化合價(jià)的代數(shù)和為0,鐵為+3價(jià),故a錯(cuò)誤;b.pH過(guò)低,[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]能夠被酸溶解;pH過(guò)高,鐵離子容易水解生成氫氧化鐵或FeOOH沉淀,均不利于生成黃鈉鐵礬,原因不相同,故b錯(cuò)誤;c.用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe2+離子方程式為6Fe2++ClO3-+6H+ ═6Fe3++Cl-+3H2O,1 mol NaClO3得到的電子數(shù)為6NA,故c正確;d.由圖象可知,生成黃鐵礬鋼所需要的合適溫度為85℃~95℃,pH約為1.2~1.8,故d正確;錯(cuò)誤的有ab,故答案為:ab;
(4)確認(rèn)Ni2+已經(jīng)完全沉淀的實(shí)驗(yàn)方法是取上層清液,加入碳酸鈉溶液觀察是否有沉淀生成,判斷鎳離子是否全部沉淀,具體操作步驟為:靜置,在上層清液中繼續(xù)滴加1~2滴Na2CO3溶液,無(wú)沉淀生成,故答案為:靜置,取少量上層清液繼續(xù)滴加1~2滴Na2CO3溶液,無(wú)沉淀生成;
(5)①已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15,當(dāng)調(diào)節(jié) pH≥9 時(shí),c(H+)=10-9mol/L,則c(OH-)==10-5mol/L,c(Ni2+)===2×10-5 molL-1,故答案為:≤2×10-5;
②空氣中加熱Ni(OH)2,Ni(OH)2與空氣中的氧氣反應(yīng)生成NiOOH和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O,故答案為:4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O;
③鎳氫電池電解液為30%的KOH,負(fù)極為MH(即吸氫材料M吸附氫原子)。充電時(shí)也可實(shí)現(xiàn)Ni(OH)2轉(zhuǎn)化為NiOOH,則放電時(shí)NiOOH在正極發(fā)生還原反應(yīng)生成Ni(OH)2,電池的總反應(yīng)為MH與Ni(OH)2反應(yīng)生成NiOOH和M,反應(yīng)方程式為NiOOH+MH=M+ Ni(OH)2,故答案為:NiOOH+MH=M+ Ni(OH)2。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氰化鈉(NaCN)是一種基本化工原料,同時(shí)也是一種劇毒物質(zhì)。一旦泄漏需要及時(shí)處理,一般可以通過(guò)噴灑雙氧水或過(guò)硫酸鈉(Na2S2O8)溶液來(lái)處理,以減輕環(huán)境污染。
I.(1)NaCN用雙氧水處理后,產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是____________________。
Ⅱ.工業(yè)制備過(guò)硫酸鈉的反應(yīng)原理如下:
主反應(yīng)
副反應(yīng):
某化學(xué)小組利用上述原理在實(shí)驗(yàn)室制備過(guò)硫酸鈉,并用過(guò)硫酸鈉溶液處理含氰化鈉的廢水。
實(shí)驗(yàn)一:實(shí)驗(yàn)室通過(guò)如下圖所示裝置制備Na2S2O8。
(2)裝置中盛放雙氧水的儀器名稱是_________。
(3)裝置a中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體需要持續(xù)通入裝置c的原因是______________________。
(4)上述裝置中還需補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)儀器或裝置有__________(填字母)。
A.溫度計(jì) B.洗氣瓶 C.水浴加熱裝置 D.環(huán)形玻璃攪拌棒
實(shí)驗(yàn)二:測(cè)定用過(guò)硫酸鈉溶液處理后的廢水中氰化鈉的含量。
已知:①?gòu)U水中氰化鈉的最高排放標(biāo)準(zhǔn)為0.50mg/L。
②,,AgI呈黃色,優(yōu)先與反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)如下:取1L處理后的NaCN廢水,濃縮為10.00mL置于錐形瓶中,并滴加幾滴KI溶液作指示劑,用mol/L的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,消耗溶液的體積為5.00mL。
(5)滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________________________________。
(6)處理后的廢水中氰化鈉的濃度為_________mg/L;處理后的廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)?___________(填“是”或“否”)。
Ⅲ.(7)常溫下,含硫微粒主要存在形式,受pH影響。利用電化學(xué)原理,用惰性電極電解飽和溶液也可以制備過(guò)硫酸鈉。已知在陽(yáng)極放電的離子主要為,則陽(yáng)極反應(yīng)方程式為_____________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述中正確的是( )
A. 摩爾是國(guó)際單位制中七個(gè)基本物理量之一
B. 鐵的摩爾質(zhì)量就是鐵原子的相對(duì)原子質(zhì)量
C. 含有NA個(gè)氧原子的硫酸的物質(zhì)的量是0.25mol
D. 40gNaOH溶于1L水,溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為1mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】配制100 mL 1.0 mol/LNa2CO3溶液,下列操作正確的是
A. 稱取10.6 g無(wú)水碳酸鈉,加入100 mL容量瓶中,加水溶解、定容
B. 稱取10.6 g無(wú)水碳酸鈉,加入100 mL蒸餾水,攪拌、溶解
C. 轉(zhuǎn)移Na2CO3溶液時(shí),未用玻璃棒引流,直接倒入容量瓶中
D. 定容后,塞好瓶塞,反復(fù)倒轉(zhuǎn)、搖勻
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)對(duì)冶金硅進(jìn)行電解精煉提純可降低高純硅制備成本。相關(guān)電解槽裝置如左圖,用Cu-Si合金作硅源,在950℃利用三層液熔鹽進(jìn)行電解精煉,并利用某CH4燃料電池(右圖)作為電源。有關(guān)說(shuō)法不正確的是
A. 電極c與a相連,d與b相連
B. 左側(cè)電解槽中:Si 優(yōu)先于Cu被還原,Cu優(yōu)先于Si被氧化
C. 三層液熔鹽的作用是增大電解反應(yīng)面積,提高硅沉積效率
D. 相同時(shí)間下,通入CH4、O2的體積不同,會(huì)影響硅提純速率
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】重鉻酸鉀(K2Cr2O7)是一種強(qiáng)氧化劑,可用于檢測(cè)酒駕中酒精的含量,電化學(xué)制備K2Cr2O7的裝置如圖所示,其中a、b均為石墨電極。下列說(shuō)法正確的是
A. X是電源的正極
B. 電解過(guò)程中K+向b極移動(dòng)
C. b極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O
D. 理論上a、b兩電極放出的氣體的物質(zhì)的量之比為2︰1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氮和氮的化合物在國(guó)防建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中都有極其廣泛的用途。請(qǐng)回答下列與氮元素有關(guān)的問(wèn)題:
(1)NaCN廣泛用于電鍍工業(yè)上,實(shí)驗(yàn)測(cè)得濃度相同的NaCN溶液和NaHCO3溶液,前者的pH大,則酸性:HCN___________H2CO3(填“強(qiáng)于”或“弱于”)。
(2)亞硝酰氯(結(jié)構(gòu)式為Cl-N=O)是有機(jī)合成中的重要試劑。它可由C12和NO在通常條件下反應(yīng)制得,反應(yīng)方程式為:2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。已知幾種化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
當(dāng)Cl2與NO反應(yīng)生成ClNO的過(guò)程中轉(zhuǎn)移了5mol電子,理論上熱量變化為___________kJ。
(3)在一個(gè)恒容密閉容器中充入2 mol NO(g)和1molCl2(g)發(fā)生(2)中反應(yīng),在溫度分別為T1、T2時(shí)測(cè)得NO的物質(zhì)的量(單位:mol)與時(shí)間的關(guān)系如下表所示:
①T1___________T2(填“>”“≤”或“=”),理由是___________。
②若容器容積為1L,溫度為T1℃時(shí),反應(yīng)開始到5min時(shí),C12的平均反應(yīng)速率為_______。
③溫度為T2℃時(shí),在相同容器中,充入1 molNO(g)和0.5mo1Cl2(g),則NO的平衡轉(zhuǎn)化率___________50%(填“大于”、“等于”或“小于”)
④溫度為T2℃時(shí),起始時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為p0,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=___________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(4)近年來(lái),地下水中的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問(wèn)題。在金屬Pt、Cu和銥(Ir)的催化作用下,密閉容器中的H2可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝態(tài)氮(NO3-),其工作原理如圖所示:
①Ir表面發(fā)生反應(yīng)的方程式為___________。
②若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多,造成的結(jié)果是___________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】二甲醚(CH3OCH3)重整制取H2,具有無(wú)毒、無(wú)刺激性等優(yōu)點(diǎn);卮鹣铝袉(wèn)題:
(1) CH3OCH3和O2發(fā)生反應(yīng)I:CH3OCH3(g)+1/2O2(g)=2CO(g)+3H2(g) △H
已知:CH3OCH3(g) CO(g)+H2(g)+CH4 (g) △H1
CH4 (g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O (g) △H2
H2(g)+1/2O2(g)=H2O (g) △H3
①則反應(yīng)I的△H=____(用含△H1、△H2、△H3的代數(shù)式表示)。
②保持溫度和壓強(qiáng)不變,分別按不同進(jìn)料比通入CH3OCH3和O2,發(fā)生反應(yīng)I。測(cè)得平衡時(shí)H2的體積百分含量與進(jìn)料氣中n(O2)/n(CH3OCH3)的關(guān)系如圖所示。當(dāng)n(O2)/n(CH3OCH3)>0.6時(shí),H2的體積百分含量快速降低,其主要原因是____(填標(biāo)號(hào))。
A.過(guò)量的O2起稀釋作用
B.過(guò)量的O2與H2發(fā)生副反應(yīng)生成H2O
C .n(O2)/n(CH3OCH3)>0.6平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
(2)T℃時(shí),在恒容密閉容器中通入CH3OCH3,發(fā)生反應(yīng)II:CH3OCH3(g)CO(g)+H2(g)+CH4(g),測(cè)得容器內(nèi)初始?jí)簭?qiáng)為41.6 kPa,反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)速率v(CH3OCH3)時(shí)間t與CH3OCH3分壓P(CH3OCH3)的關(guān)系如圖所示。
①t=400 s時(shí),CH3OCH3的轉(zhuǎn)化率為____(保留2位有效數(shù)字);反應(yīng)速率滿足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=_____s-1;400 s時(shí)v(CH3OCH3)=_____kPa.s-1。
②達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得體系的總壓強(qiáng)P總= 121.6 kPa,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________________ kPa2(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
③該溫度下,要縮短達(dá)到平衡所需的時(shí)間,除改進(jìn)催化劑外,還可采取的措施是____,其理由是____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】我國(guó)高鐵、航空航天、手機(jī)制造等都已經(jīng)躋身世界一流水平,根據(jù)下列材料的應(yīng)用回答問(wèn)題。
應(yīng)用 | “復(fù)興號(hào)”高鐵車輪 | “鯤龍”水陸兩棲飛機(jī)零部件 | 華為折疊手機(jī)屏幕 |
用到的材料 | 高速鋼 | 鈦合金、鋁合金 | 聚酰亞胺塑料 |
(1)上述材料中屬于有機(jī)合成材料的是______,屬于金屬材料的是______(寫一種即可)。
(2)飛機(jī)外殼用鈦合金、鋁合金的優(yōu)點(diǎn)是______。
(3)在對(duì)高鐵鋼軌中的縫隙進(jìn)行焊接時(shí),常用鋁和氧化鐵在高溫條件下反應(yīng)生成熔融狀態(tài)下的鐵和另一種氧化物。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______,反應(yīng)基本類型是______。
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