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【题目】Ni2O3主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的着色剂,也可用于镍粉的制造。以镍粉废料为原料制备Ni2O3的工艺如下:

回答下列问题:

(1)Ni2O3中Ni的化合价为_________

(2)提高“酸浸”、“酸溶”速率时,温度不宜过高,其原因是__________

(3)加入H2O2“氧化”的离子方程式为_____________;滤渣A的主要成分是________(填化学式)。

(4)工艺中分步加入Na2CO3的作用是________;为提高原料的利用率,应控制加入NaClO与NaOH的物质的量之比为_________

(5)工业上,用镍为阳极,电解0.1mol/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉。当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率(电流效率是指电解时,在电极上实际沉积的物质的量与理论析出量之比)及镍的成粉率的影响如图所示:

①为获得高纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为______mol/L.

②当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,请结合平衡移动原理解释其原因:_______________

【答案】+3 温度高,HCl挥发加快 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O Fe(OH)3 Fe3+Ni2+分别沉淀出来 14 0.2 随着NH4+浓度增大,水解平衡NH4++H2ONH3H2O+H+ 向右移动,H+浓度增大,导致阴极析出H2

【解析】

试题镍废料用盐酸酸浸后得酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+Cl-,另含有少量Fe2+Fe3+Al3+等,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铝离子、铁离子全部沉淀,过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得NiCO3,滤液A中含有NaCl等物质,将NiCO3再溶于盐酸,得氯化镍溶液,向其中加入次氯酸钠和氢氧化钠溶液可得Ni2O3,据此分析解答。

解析:镍废料用盐酸酸浸后得酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+Cl-,另含有少量Fe2+Fe3+Al3+等,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铝离子、铁离子全部沉淀,过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得NiCO3,滤液A中含有NaCl等物质,将NiCO3再溶于盐酸,得氯化镍溶液,向其中加入次氯酸钠和氢氧化钠溶液可得Ni2O3,则。

1)氧元素是-2价,根据正负价代数和为0可知Ni2O3Ni的化合价为+3价。

2)由于浓盐酸易挥发,所以温度过高,导致HCl挥发加快,因此温度不能太高。

3)根据以上分析可知加入H2O2氧化亚铁离子的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;通过控制pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,所以滤渣A的主要成分是Fe(OH)3

(4)根据以上分析可知工艺中分步加入Na2CO3的作用是Fe3+Ni2+分别沉淀出来;在碱性溶液中次氯酸钠氧化镍离子的方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O,所以为提高原料的利用率,应控制加入NaClONaOH的物质的量之比为1:4。

5根据图可知,NH4Cl的浓度为10.7gL-1时,镍的成粉率最高,10.7g氯化铵是0.2mol,所以NH4Cl的浓度最好控制为0.2mol/L

NH4Cl浓度大于15gL-1时,阴极有氢气生成,导致阴极电流效率降低。这是由于随着NH4+浓度增大,水解平衡NH4++H2ONH3H2O+H+向右移动,H+浓度增大,导致阴极析出H2

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列关于热化学反应的描述中正确的是

A. HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ·mol1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3)kJ·mol1

B. 甲烷的标准燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol1,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH<-890.3 kJ·mol1

C. 已知:500℃、30MPa下,N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1;将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应,放出热量46.2 kJ

D. CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol1,则2CO2(g) ===2CO(g)+O2(g)反应的△H=+566.0 kJ·mol1

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】根据要求填空:

(1)下列各组物质:

①金刚石和C60 H、DT CH3(CH2)2CH3 (CH3)2CHCH3 ⑤正戊烷和异戊烷 (CH3)3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3 H2O、T2OD2O

互为同位素的是(填序号,下同)___,互为同素异形体的是______,互为同系物的是_____,属于同分异构体的是_______

(2)书写下列物质的结构简式:

2,6-二甲基-4-乙基辛烷:_________________

2-甲基-1-戊烯:____________________

(3)按要求填空:

①分子式为C8H10的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,写出该芳香烃的结构简式: ______

C6H13Cl的同分异构体共有______种,请写出结构中仅含有四个甲基的所有同分异构体的结构简式:__________________

③用系统命名法命名______________________________

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【题目】12-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度是2.18g/cm3,沸点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验中可以用如图所示装置制备12-二溴乙烷。其中分液漏斗和烧瓶a中装有乙醇和浓硫酸的混合液。试管d中装有浓溴水(表面覆盖少量水)。

请填写下列空白:

1烧瓶a中发生的是乙醇的脱水反应,即消去反应,反应温度是170℃,并且该反应要求温度迅速升高到170℃,否则容易发生副反应。请写出乙醇发生消去反应的方程式 ____________

2写出制备12-二溴乙烷的化学方程式:____________

3安全瓶b可以防止倒吸,并可以检査实验进行时试管d是否发生堵塞,请回答发生堵塞时瓶b中的现象:___________________

4容器cNaOH溶液的作用是:_________________

5若产物中有少量副产物乙醚,可用_______________________的方法除去;

6反应过程中应用冷水冷却装置d,其主要目的是_______________

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【题目】已知在实验室浓盐酸和二氧化锰加热条件下可以反应生成氯化锰和Cl2等,某同学用此法制得标准状况下Cl2体积为22.4mL,据题意回答下列问题:

1)写出其化学反应方程式并配平____________

2)请计算共消耗MnO2多少克?_____________

3)上述实验所用浓盐酸,其质量分数为36.5%,密度为1.19g/mL,为了使用方便,请计算该浓盐酸的物质的量浓度为多少?_______________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】下列图示与对应的叙述相符的是 ( )

A.图1表示H2与O2发生反应过程中的能量变化,则H2的燃烧热为241.8 kJ·mol-1

B.图2表示压强对可逆反应2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D(s)的影响,乙的压强比甲的压强大

C.根据图3,若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入适量CuO,调节pH=4,过滤

D.图4表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则相同条件下NaA溶液的pH大于同浓度的NaB溶液的pH

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。

1)提出假设该反应的气体产物是CO2该反应的气体产物是CO

该反应的气体产物是

2)设计方案,如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。

3)查阅资料

氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。

请写出该反应的离子方程式:

4)实验步骤

按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;

加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;

停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;

待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g

过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g

步骤中都分别通入N2,其作用分别为

5)数据处理

试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式:

6)实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。

甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是

从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案将此实验装置进一步完善:

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【题目】某工厂排放的污水只可能含Na+K+NH4+Mg2+Fe3+SO32-SO42-Cl-中的几种(忽略由水电离产生的H+OH-)。将试样平均分成甲、乙、丙各l00mL三份,每次均加入足量的试剂,设计如下实验。下列说法正确的是( )

A. 废水可能含有Na+K+Fe3+

B. 可能存在的离子用焰色反应进一步检验确认

C. 废水一定含有Cl-SO42-Mg2+,且c(Cl-)=0.2mol·L-1

D. 废水一定不含 SO32-Cl-NH4+Na+K+Fe3+

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表:

化合物

相对分子质量

密度

/g·cm-3

沸点

/

溶解度

/100g

正丁醇

74

0.80

118.0

9

冰醋酸

60

1.045

118.1

互溶

乙酸正丁酯

116

0.882

126.1

0.7

操作如下:

①在50mL三颈烧瓶中,加入18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸,3-4滴浓硫酸,投入沸石。安装分水器作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水、温度计及回流冷凝管。

②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,水洗,10%Na2CO3溶液洗涤,再水洗,最后转移至锥形瓶,干燥。

③将干燥后的乙酸正丁酯滤入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得到15.1g乙酸正丁酯。

请回答有关问题:

1)冷水应该从冷凝管___(“a”“b”)端管口通入;

2)反应中浓硫酸的作用是___

3)步骤②中用10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该操作的目的是___

4)进行分液操作时,使用的漏斗是___(填选项)

5)步骤③在进行蒸馏操作时,若从118℃开始收集馏分,产率偏__(填”),原因__

6)该实验过程中,生成乙酸正丁酯的产率是___

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