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NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由...

NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等。可由电镀废渣(除含镍外,还含有CuZnFeCr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图:

请回答下列问题:

1)用稀硫酸溶解废渣时,为了提高浸取率可采取的措施有_______(任写一点)

2)向滤液中滴入适量的Na2S溶液,目的是除去Cu2+Zn2+,写出除去Cu2+的离子方程式________

3)在40 ℃左右,用6%H2O2氧化Fe2+,再在95 ℃时加入NaOH调节pH,除去铁和铬。此外,还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠(OH)12]沉淀除去。如图是温度—pH与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域[已知25 ℃时,Fe(OH)3Ksp=2.64×10-39]。下列说法正确的是_______(选填序号)

aFeOOH中铁为+2

b.若在25 ℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=264×10-29

c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为:6Fe2++Cl+6H+6Fe3++Cl-+3H2O

d.工业生产中常保持在85~95 ℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH1.2~1.8

4)上述流程中滤液的主要成分是_______

5)确定步骤四中Na2CO3溶液足量,碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是_______

6)操作的实验步骤依次为(实验中可选用的试剂:6 mol·L-1H2SO4溶液、蒸馏水、pH试纸)

___________

___________

蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得NiSO4·6H2O晶体;

用少量乙醇洗涤NiSO4·6H2O晶体并晾干。

 

加热或搅拌或增大硫酸浓度等 Cu2++S2-CuS↓ cd NiSO4 上层清液呈无色 过滤,并用蒸馏水洗净沉淀 向沉淀中加6 mol·L-1的H2SO4溶液,直至恰好完全溶解 【解析】 废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物杂质),在硫酸溶解调节pH后过滤后除去不溶于铁离子,滤液含有二价铁离子、三价铬离子、铜离子、锌离子等杂质,加入硫化钠可除去铜离子、锌离子,然后加H2O2是将二价铁氧化成三价铁,再通过调节pH值2~4使三价铁和三价铬都以氢氧化物的沉淀而除去,滤液Ⅲ含有可溶性硫酸盐,为Na2SO4、NiSO4,再加碳酸钠沉淀二价镍,过滤、洗涤,然后与硫酸反应生成NiSO4晶体; (1)搅拌固体和液体的混合物,升高温度、增大浓度等,可加快反应速率; (2)加Na2S,易生成CuS沉淀; (3)a.根据化合价的代数和为零分析; b.pH=4,c(OH-)=1×10-10 mol•L-1,根据Ksp计算铁离子的浓度; c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+生成铁离子和氯离子; d.根据图象判断生成黄铁矾钠的条件; (4)经过加入Na2S、H2O2、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等化合物的杂质,滤液中含有可溶性硫酸盐; (5)含有Ni2+的溶液显绿色; (6)向含有NiSO4溶液中加碳酸钠,得到NiCO3沉淀,过滤、洗涤,向沉淀中加硫酸溶解,得到NiSO4溶液,再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作得NiSO4•6H2O晶体。 (1)提高浸取率可采取将废渣粉碎、加热、搅拌以及增大硫酸浓度等措施; (2)滴加Na2S溶液会生成CuS沉淀,离子反应式为:Cu2++S2-CuS↓; (3)a.FeOOH中铁是+3价,a错误; b.pH=4,c(OH-)=1×10-10mol·L-1,c(Fe3+)==2.64×10-9mol·L-1,b错误。 c项符合电荷守恒、得失电子守恒等守恒关系,也符合反应的酸碱性,c正确; d.观察图象可知d正确; 故答案选cd; (4)滤液Ⅲ之前已将Cu、Zn、Fe除去,所以滤液中主要含有NiSO4; (5)由于Ni2+的水溶液为绿色,所以可通过观察滤液的颜色来判断碳酸镍是否完全沉淀;若沉淀完全,上层清液为无色; (6)将NiCO3沉淀转化为NiSO4,要先通过过滤,并用蒸馏水洗净沉淀,再向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液,直至恰好完全溶解,之后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。  
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二氟磷酸锂(LiPO2F2)作为电解液添加剂能够有效提升锂电池的循环性能。在氮气气氛下,在PFA(全氟烷氧基树脂)烧瓶中加入高纯LiPF6Li2CO3固体,以碳酸二甲酯作溶剂制备LiPO2F2,其流程如下:

已知:LiPF6是一种白色结晶或粉末,潮解性强,遇水发生反应如下:LiPF6H2OLiFPOF32HF↑

1)反应Ⅰ需要控制在60℃的条件下进行,适宜的加热方式为_____________

2)反应Ⅰ中有一种无色无味的气体生成,该气体的电子式为_______________。反应Ⅰ的化学方程式为______________________________________

3)高纯LiPF6需要控制适当过量的原因可能是_____________________________ LiPO2F2制备过程中不采用玻璃仪器的原因是____________________________

4)保持其他实验条件都不变,在精制过程中加入提纯溶剂(杂质和LiPO2F2均可溶解在提纯溶剂中)LiPO2F2在提纯溶剂中的浓度对产品纯度和收率(收率=×100%)的影响如图所示。由图可知,随着LiPO2F2浓度的减小,产品纯度逐渐增大,收率逐渐降低。其原因可能是_______

5)已知:常温下,碳酸锂微溶于水,碳酸氢锂可溶于水。工业级碳酸锂中含有少量难溶于水且与CO2不反应的杂质。请设计从工业级碳酸锂制备高纯碳酸锂的实验方案。(实验中须使用的试剂有:去离子水,CO2气体;除常用仪器外须使用的仪器:恒温水浴锅、真空干燥箱)__________

6)已知碳酸锂Ksp=8.6×10-4,向浓度为0.2mol·L1的硫酸锂溶液中加入等体积的碳酸钠溶液产生沉淀,则所加碳酸钠溶液的最低浓度为______________________

 

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锡酸钠用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。工业上以锡碲渣(主要含Na2SnO3Na2TeO3)为原料,制备锡酸钠的工艺流程图如下,请回答下列问题:

已知:锡酸钠(Na2SnO3)和亚碲酸钠(Na2TeO3)均易溶于碱。

(1)“碱浸过程中,锡碲浸出率与溶液中游离碱质量浓度关系如图所示,则最理想的质量浓度为__________,理由是______________

(2)如图反映的是除碲过程中反应温度对碲脱除率的影响关系,70℃后随温度升高碲脱除率下降的原因可能是______________

(3)“除碲反应的离子方程式为_________________

(4)溶析结晶回到碱浸的物质除烧碱外,主要还有_____________(写化学式)

(5)“溶析结晶母液中还含有少量SbO43-,可用锡片将Sb置换出来,锡转化成最高价含氧酸盐,写出反应的离子方程式___________________

 

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(52Te)被誉为国防与尖端技术的维生素。工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te、含AgAu等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如下:

已知:TeO2微溶于水,易与较浓的强酸、强碱反应。回答下列问题:

(1)已知TeVIA族元素,TeO2被浓NaOH溶液溶解,所生成盐的化学式为____________

(2)“酸浸2”时温度过高会使Te的浸出率降低,原因是________________________

(3)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2,反应的化学方程式为____________

还原过程中,发生反应的离子方程式为_____________________________

(4)工业上也可用电解法从铜阳极泥中提取碲,方法是:将铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO2,再用NaOH溶液碱浸,以石墨为电极电解所得溶液获得Te。电解过程中阴极上发生反应的电极方程式为____________________。在阳极区溶液中检验出有TeO42存在,生成TeO42的原因是_____________________

(5)常温下,向l mol·L1 Na2TeO3溶液中滴加盐酸,当溶液pH5时,c(TeO32)c(H2TeO3)__________(已知:H2TeO3Ka11.0×103     Ka22.0×108)

 

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氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。

(1)NO在空气中存在如下反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H,上述反应分两步完成,其反应历程如下图所示:

回答下列问题:

①写出反应I的热化学方程式_________

②反应I和反应Ⅱ中,一个是快反应,会快速建立平衡状态,而另一个是慢反应。决定2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反应速率的是_______(反应I”反应Ⅱ”);对该反应体系升高温度,发现总反应速率反而变慢,其原因可能是__________(反应未使用催化剂)

(2)用活性炭还原法处理氮氧化物的有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NOT℃时,各物质起始浓度及10min20min各物质平衡浓度如表所示:

T℃时,该反应的平衡常数为_____________________(保留两位有效数字)

②在10min时,若只改变某一条件使平衡发生移动,20min时重新达到平衡,则改变的条件是__________________________________

③在20min时,保持温度和容器体积不变再充入NON2,使二者的浓度均增加至原来的两倍,此时反应v_______v(“>”“<”“=”)

(3)NO2存在如下平衡:2NO2(g)N2O4(g)  H<0,在一定条件下NO2N2O4的消耗速率与各自的分压(分压=总压×物质的量分数)有如下关系:v(NO2)=k1·p2(NO2)v(N2O4)=k2·p(N2O4),相应的速率与其分压关系如图所示。

一定温度下,k1k2与平衡常数kp(压力平衡常数,用平衡分压代替平衡浓度计算)间的关系是k1=____________;在上图标出点中,指出能表示反应达到平衡状态的点是___,理由是________

 

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金属钒(V)及其化合物有着广泛的用途。请回答下列问题:

(1)钒在溶液中的主要聚合状态与溶液的pH关系如图1所示。V2O74-V元素的化合价是________,溶液中VO3-转化为V2O74-的离子方程式为________

(2)偏钒酸铵是最普通的钒酸盐,将V2O5溶于碳酸钠溶液中(有气体生成),然后加入氯化铵,便可析出偏钒酸铵(NH4VO3),该过程总反应的化学方程式为________;当pH超过8.0时偏钒酸铵会发生转化,其原因是溶液中的VO3-转化为V2O74-________(请另写出一点原因)

(3)NH4VO3在高温下分解产生的V2O5可作为硫酸工业中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH=pkJ/mol反应的催化剂,其催化原理如图2所示。

①过程a和过程b的热化学方程式为

V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g)    ΔH=qkJ/mol

V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(s)    ΔH=rkJ/mol

则过程c的热化学方程式为_________

T℃时反应2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)  ΔH>0SO3的转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图3所示。T℃时,将2molSO3置于10L密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为0.10MPa。则T℃时B点的化学平衡常数Kc=_________

(4)全钒液流储能电池是利用不同价态离子对的氧化还原反应来实现化学能和电能相互转化的装置,其原理如图4所示。

①充电过程中,右槽溶液颜色逐渐由________色变为________色;

②充电时若转移的电子数为NA个,则左槽溶液中n(H+)的变化量为______

 

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