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镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO...

镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiOFeOCaOSiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线:

已知:(NH4)2SO4350℃以上会分解生成NH3H2SO4NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4Fe2(SO4)3。锡(Sn)位于第五周期第ⅣA族。

1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是______________

2浸泡过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为______________浸渣的成分除Fe2O3FeO(OH)外还含有______________(填化学式)。

3)为保证产品纯度,要检测浸出液的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2Fe3+还原为Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的________倍;除去过量的SnCl2后,再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+,还原产物为Cr3+,滴定时反应的离子方程式为______________

4浸出液c(Ca2+) = 1.0×103mol·L1,当除钙率达到99%时,溶液中c(F)=________mol·L1[已知Ksp(CaF2)=4.0×1011]

5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+Fe2+的萃取率影响如图所示,V0/VA的最佳取值是________

 

增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分 Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+ SiO2、CaSO4 0.5, Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O 2.0×10-3; 0.25 【解析】 (1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分; (2))“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为 Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+,浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有 SiO2、CaSO4; (3)为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,反应为:2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的一半,为0.5倍;用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+,还原产物为Cr3+,滴定时反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O; (4)浸出液”中c(Ca2+) = 1.0×10-3mol·L-1,当除钙率达到99%时,剩余钙离子1%×1.0×10-3mol•L-1=1×10-5mol/L,溶液中c2(F-) =Ksp/c(Ca2+)=4.0×10−11/1×10−5,所以c2(F-) =2×10-3mol/L; (5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示,最佳取值是亚铁离子能被萃取,镍离子不被萃取,V0/VA的最佳取值是0.25。  
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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:

已知:Ksp ( Li2CO3)=1.6×10-3 。部分物质的溶解度(S)如下表所示:

T

S(Li2CO3)/g

S(Li2SO4)/g

S(Li3PO4)/g

20

1.33

34.2

0.039

80

0.85

30.5

——

100

0.72

——

 

 

 

1)从“正极”可以回收的金属有___

2)写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式___

3)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4FePO4的转化,该电池充电时正极的电极反应式为___

4)酸浸时产生标准状况下3.36LNO时,溶解 LiFePO4___mol(其他杂质不与HNO3反应),若用H2O2代替HNO3,发生反应的离子方程式为___

5)流程中用热水洗涤的原因是___

6)若滤液②中c(Li+)=4mol/L,加入等体积的Na2CO3后,Li+的沉降率到90%,计算滤液③中c(CO32-)=___mol/L

7)“沉淀”时___(填“能”或“不能”)用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3溶液,原因是___

 

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某学习小组以电路板刻蚀液(含有大量Cu2+Fe2+Fe3+)为原料制备纳米Cu20,制备流程如下:

已知:①Cu2O在潮湿的空气中会慢慢氧化生成CuO,也易被还原为Cu; Cu2O不溶于水,极易溶于碱性溶液;Cu2O+2H+ =Cu2++Cu+H2O

②生成Cu2O的反应:4Cu(OH)2+N2H4∙H2O=2Cu2O+N2+7H2O

请回答:

1)步骤II,写出生成CuR2反应的离子方程式:____________________________

2)步骤II,需对水层多次萃取并合并萃取液的目的是___________________________

3)步骤III,反萃取剂为_____________

4)步骤IV,①制备纳米Cu2O时,控制溶液的pH5的原因是_______________

A.    B.   C. 

②从溶液中分离出纳米Cu2O采用离心法,下列方法也可分离Cu2O的是_________

Cu2O干燥的方法是_________________

5)为测定产品中Cu2O的含量,称取3.960g产品于锥形瓶中,加入30mL硫酸酸化的Fe2(SO4)3溶液(足量),充分反应后用0.2000 mol·L1标准KMnO4溶液滴定,重复23次,平均消耗KMnO4溶液50.00mL

①产品中Cu2O的质量分数为_______

②若无操作误差,测定结果总是偏高的原因是_____

 

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氯化亚铜是一种重要的化工产品,常用作有机合成催化剂,还可用于颜料、防腐等工业,它不溶于H2SO4HNO3和醇,微溶于水,可溶于浓盐酸和氨水,在潮湿空气中易水解氧化成绿色的碱式氯化铜[Cu2OH4-nCln],随着环境酸度的改变n随之改变。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下:

1)过滤用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________

2)还原过程中发生的主要反应的离子方程式:__________,若将(NH4)2SO3换成铁粉也可得到CuCl,写出离子方程式___________

3)析出的CuCl晶体水洗后要立即用无水乙醇洗涤,在真空干燥机内于70℃干燥2h,冷却密封包装。真空干燥、密封包装的原因是:______________________________

4)随着PH值减小[Cu2OH4-nCln]Cu% ________(填字母)

A. 增大  B.不变       C. 不能确定       D. 减小

5)如图是各反应物在最佳配比条件下,反应温度对CuCl产率影响。由图可知,溶液温度控制在60℃时,CuCl产率能达到94%,当温度高于65℃ 时,CuCl产率会下降,从生成物的角度分析,其原因可能是_____

6)以碳棒为电极电解CuCl2溶液也可得到CuCl,写出电解时阴极上发生的电极反应式:______

 

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一种以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量SiO2)为原料制备硝酸铜的工艺流程如图所示:

1)写出“浸取”过程中Cu2S溶解时发生反应的离子方程式:___

2)恒温“浸取”的过程中发现铜元素的浸取速率先增大后减少,有研究指出CuCl2是该反应的催化剂,该过程的反应原理可用化学方程式表示为:①Cu2S +2CuCl2=4CuCl+S;②___

3)“回收S”过程中温度控制在5060℃之间,不宜过高的原因是___

4)向滤液M中加入(或通入)___(填字母),可得到一种可循环利用的物质。

a.    b.氯气    c.高锰酸钾    d.氯化氢

5)“保温除铁”过程中,加入CuO的目的是__;“蒸发浓缩、冷却结晶”过程中,要用HNO3溶液调节溶液的pH,其理由_

6)辉铜矿可由黄铜矿(主要成分为CuFeS2)通过电化学反应转变而成,有关转化见图,转化时转移0.2mol电子,生成Cu2S___mol

 

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机动车排放的污染物主要有碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等。

I.汽油燃油车上安装三元催化转化器,可有效降低汽车尾气污染。

(1)已知: C(s)+O2(g) = CO2(g)      H1 =− 393.5kJ·mol1

2C(s)+O2(g) = 2CO(g)     H2 =− 221.0 kJ·mol1

N2(g)+O2(g) = 2NO(g)     H 3 +180.5 kJ·mol1

CONO两种尾气在催化剂作用下生成N2的热化学方程式是_________________________

(2)研究CONO的催化反应,用气体传感器测得在某温度下、一定体积的密闭容器中,不同时间NOCO浓度如下表:

时间(s

0

1

2

3

4

5

c(NO)/______4mol·L1)

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

c(CO)/______3mol·L1)

3.60

3.05

2.85

2.75

2.70

2.70

 

 

4 s内的平均反应速率υ(CO) ______mol·L1·s1

LX可分别代表压强或温度。下图A表示L一定时,NO(g)的平衡转化率随X的变化关系。X代表的物理量是______。判断L1L2的大小关系,并简述理由:______________________________

(3)实验测得,v=k·c2(NO)·c2(CO)v=k·c(N2) ·c2(CO2)kk为速率常数,只与温度有关)。

①达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数______(填“>”、“<”或 =”)k增大的倍数。

②若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则kk =___________。(保留一位小数)

II. 有人利用反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)  ΔH = 34.0 kJ·mol1,用活性炭对NO进行吸附。现在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体并在催化剂作用下发生反应,经相同时间测得NO的转化率随温度的变化如图B所示。由图可知最高转化率对应温度为450℃。低于450℃时,NO的转化率是不是对应温度下的平衡转化率及判断理由是________________________

 

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