【題目】蘭尼鎳是一種帶有多孔結(jié)構(gòu)的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的氫化反應(yīng)的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等)為原料制備蘭尼鎳的工藝流程如下圖所示:
(1)浸出渣A的主要成分是_______________(填化學(xué)式)。
(2)已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3,而加壓酸浸后浸出液A中含有大量Ni2+,寫出有關(guān)鎳元素的加壓酸浸的化學(xué)反應(yīng)方程式_______________________________。
(3)向浸出液A中通入H2S氣體,①還原過程中所涉及主要反應(yīng)的離子方程式是__________________________________。
(4)在形成Ni(CO)4的過程中,碳元素的化合價沒有變化,則Ni(CO)4中的Ni的化合價為________。 (5)“堿浸”的目的是使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu),從而增強對氫氣的強吸附性,此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________________________。
(6)常溫時,向濃度均為1.0mol·L-1的FeSO4、NiSO4的混合溶液中滴加Na2S 固體,當Ni2+恰好沉淀完全時,所得溶液中c(Fe2+)=______________。
(已知:①25℃,Ksp(NiS)=2.0×10-21、Ksp(FeS)=6.0×10-18
②溶液中的離子濃度≤10-5 mol·L-1時,認為該離子沉淀完全。)
(7)浸出液B可以回收,重新生成鋁以便循環(huán)利用。請設(shè)計簡單的回收流程:
浸出液B→___________________________________________________________。 (箭頭上注明外加反應(yīng)物的化學(xué)式和反應(yīng)條件)。(示例:)
【答案】 SiO2 2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2O H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S↓ 0 2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑ 0.03mol/L
【解析】紅土鎳礦(主要成分為NiS、FeS和SiO2等)煅燒發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到Ni2O3、Fe2O3(SiO2不反應(yīng)),加入硫酸加壓酸浸,Ni2O3、Fe2O3溶解,發(fā)生的反應(yīng)有2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,SiO2不與硫酸反應(yīng),過濾得到浸出渣A(SiO2),浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入 H2S氣體,發(fā)生還原反應(yīng)的離子方程式是:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S,另外生成沉淀NiS,過濾得到鎳硫化合物NiS,再通入CO氣體,形成Ni(CO)4,加熱得到鎳,高溫熔融時通入氬氣,加入鋁,得到合金,將合金冷卻、粉碎,再用濃氫氧化鈉溶液堿浸,鋁與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣使鎳鋁合金產(chǎn)生多孔的結(jié)構(gòu),浸出液B中含偏鋁酸根,最后用蒸餾水洗浸出渣B,得到產(chǎn)品蘭尼鎳,(1)浸出渣A的主要成分是SiO2(填化學(xué)式)。(2)紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3,而加壓酸浸后浸出液A中含有大量Ni2+,鎳的化合價降低發(fā)生還原反應(yīng),只有氧的化合價能升高,所以產(chǎn)物有氧氣,有關(guān)鎳元素的加壓酸浸的化學(xué)反應(yīng)方程式 2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2O。(3)浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入H2S氣體,三價鐵具有較強氧化性,與硫化氫發(fā)生還原反應(yīng),①還原過程中所涉及主要反應(yīng)的離子方程式是H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S↓。(4)在形成Ni(CO)4的過程中,碳元素的化合價沒有變化,碳為+2價,氧為-2價,則Ni(CO)4中的Ni的化合價為0。 (5)“堿浸”的目的是使鎳產(chǎn)生多孔結(jié)構(gòu),鋁與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生氫氣使鎳鋁合金產(chǎn)生多孔的結(jié)構(gòu),從而增強對氫氣的強吸附性,此過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。(6)當Ni2+恰好沉淀完全時,Ksp(NiS)=2.0×10-21,得c(S2-)=2.0×10-21/10-5=2.0×10-16,所得溶液中c(Fe2+)=6.0×10-18/2.0×10-16=0.03mol/L;(7)浸出液B中含偏鋁酸根,可通入過量二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀,再加熱灼燒使其分解得到氧化鋁,加入冰晶石,在熔融態(tài)下電解氧化鋁得到鋁,回收流程可表示為:浸出液B→。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】硫是生物必須的營養(yǎng)元素之一,含硫化合物在自然界中廣泛存在,循環(huán)關(guān)系如下圖所示:
(1)自然界地表層原生銅的硫化物經(jīng)氧化、淋濾作用后變成 CuSO4溶液,向地下深層滲透遇到難溶的ZnS,慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)殂~藍( CuS), 請用化學(xué)用語表示 ZnS 轉(zhuǎn)變?yōu)?/span> CuS 的過程 __________。
(2) 火山噴發(fā)產(chǎn)生 H2S 在大氣當中發(fā)生如下反應(yīng):
①2H2S(g)+O2(g) =2S(g) +2H2O(g) △H=﹣442.38kJ/mol
②S(g)+O2(g)=SO2(g) △ H=﹣297.04kJ/mol。
H2S(g)與 O2(g)反應(yīng)產(chǎn)生 SO2(g)和 H2O(g)的熱化學(xué)方程式是__________。
(3) 降低 SO2的排放量已經(jīng)寫入 2018 年政府工作報告, 化石燃料燃燒時會產(chǎn)生含 SO2的廢氣進入大氣,污染環(huán)境,有多種方法可用于 SO2的脫除。
①NaClO 堿性溶液吸收法。工業(yè)上可用 NaClO 堿性溶液吸收 SO2。
i.反應(yīng)離子方程式是__________。
為了提高吸收效率,常用 Ni2O3作為催化劑。在反應(yīng)過程中產(chǎn)生的四價鎳和原子氧具有極強的氧化能力,可加快對 SO2的吸收。該催化過程的示意圖如下圖所示:
ii.過程 1 的離子方程式是__________。
iii.Ca(ClO)2也可用于脫硫,且脫硫效果比 NaClO 更好,原因是__________。
②電化學(xué)脫硫法。某種電化學(xué)脫硫法裝置如下圖所示,不僅可脫除煙氣中的SO2還可以制得 H2SO4。
i.在陰極放電的物質(zhì)是______。
ii.在陽極生成 SO3的電極反應(yīng)式是______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】【化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】電化學(xué)還原技術(shù)是一種處置CO2的綠色環(huán)保、有發(fā)展?jié)摿Φ姆椒。銅、鉑、銦(In)等金屬都是該反應(yīng)的催化劑。
(1)In元素基態(tài)原子的價電子排布式為____________。與Cu元素同周期,且基態(tài)原子有2個未成對電子的過渡元素是_________________(填元素符號)。
(2)第一電子親和能(E1)是元素的基態(tài)氣態(tài)原子得到一個電子形成氣態(tài)負一價離子時所放出的能量。第二周期部分元素的E1變化趨勢如圖所示。試分析碳元素的E1較大的原因_____________________________。
(3)[PtC14(NH3)2]中N原子的雜化方式為________,所含化學(xué)鍵類型包括_______(填字母)。
a.離子鍵b.共價鍵c.金屬鍵d.配位鍵e.氫鍵
[PtCl4(NH3)2]中H-N-H鍵之間夾角______(填“>”“<”或“=”)NH3分子中H-N-H鍵之間夾角,原因是__________________________________。
(4)C60晶體可采取非最密堆積,然后在空隙中插入金屬離子獲得超導(dǎo)體,如圖為K3C60的面心立方晶胞。則K+占據(jù)的是C60圍成的正四面體空隙和_____空隙,若C60分子的原子坐標參數(shù)分別為A(0,0,0),B(),C(1,1,1)等,則距離A位置C60分子最近的K+的原子坐標參數(shù)為_____________。判斷晶體熔沸點高低:C60_________K3C60(填“>”“<”或“=”)。
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【題目】下列離子方程式正確的是
A. 金屬銅與硝酸銀溶液反應(yīng):Cu+Ag+ =Cu2++Ag
B. Ba(OH)2溶液和H2SO4溶液反應(yīng):Ba2+ + OH- + H+ + SO42- = BaSO4↓+ H2O
C. 向沸水中滴加FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體:Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
D. 石灰乳與鹽酸反應(yīng):Ca(OH)2+2H+ = Ca2++2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如圖所示裝置,可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化的顏色變化。實驗時必須使用鐵屑和6 mol·L-1的硫酸,其他試劑任選。
填寫下列空白:
(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中應(yīng)預(yù)先加入的是________,A中反應(yīng)的離子方程式是________。
(2)實驗開始時應(yīng)先將活塞a打開,其目的是____________________。
(3)簡述生成Fe(OH)2的操作過程:_______________________
(4)實驗完畢,打開b處活塞,放入一部分空氣,此時B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。
(5)圖中________(填“能”或“不能”)較長時間看到Fe(OH)2白色沉淀。
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【題目】【化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】已知Fe、HCN與K2CO3在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):Fe+6HCN+2K2CO3=K4Fe(CN)6+H2↑+2CO2↑+2H2O,回答下列問題:
(1)金屬鐵的緊密堆積方式為_______________,其配位數(shù)為_____________________。
(2)HCN 分子的結(jié)構(gòu)式為___________,與CN-互為等電子體的陰離子是_________________。
(3)K2CO3中陰離子的空間構(gòu)型為_______________,CO2為_____________分子(填“極性”或“非極性”),H2O中O原子的雜化軌道類型為_______________。
(4)配合物K4Fe(CN)6的中心離子的電子排布式為__________________。
(5)上述化學(xué)方程式中C、N、O的第一電離能由小到大的順序為________________________。
(6)冰的晶體結(jié)構(gòu)模型如圖1,它的晶胞與金剛石的晶胞相似,如圖2,水分子之間以氫鍵相連接,在一個晶胞中有_____個氫鍵,若氫鍵鍵長為d nm,則晶體密度(g·cm-3)計算式為___________ (用NA 表示阿伏加德羅常數(shù)的值。)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某恒溫固定體積為2 L密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) ΔH <0,n(SO2)隨時間的變化如表:
時間/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(SO2)/mol | 0.20 | 0.16 | 0.13 | 0.11 | 0.08 | 0.08 |
則下列說法正確的是
A. 當容器中氣體的密度不變時,說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)
B. 用O2表示0~4 min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率為0.005 mol/(L·min)
C. 若升高溫度,則SO2的反應(yīng)速率會變大,平衡常數(shù)K值會增大
D. 平衡時再通入18O2,平衡右移,再次平衡時各物質(zhì)均含有18O,O2的轉(zhuǎn)化率減小
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】把碎紙片b補充到a中,可得到一個完整的離子方程式(未配平),下列說法正確的是
A. 反應(yīng)物微粒是S、SO32-、OH-
B. 3mol S參加反應(yīng)時,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)3NA
C. 氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2
D. 該反應(yīng)說明S2-和SO32-在堿性溶液中可以大量共存
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式正確的是
A. 稀醋酸與碳酸鈉反應(yīng):CO+2H+ == CO2↑+H2O
B. FeCl2溶液中通入Cl2:Fe2+ + Cl2 == Fe3+ + 2Cl―
C. 銅片與稀HNO3反應(yīng):Cu+2H+ == Cu2+ +H2↑
D. 用NaOH溶液吸收多余Cl2:Cl2+2OH-== Cl-+ClO-+H2O
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