一种磁性材料的磨削废料(含镍质量分数约21%)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。用该废料制备纯度较高的氢氧化镍,工艺流程如图所示:
请回答下列问题:
(1)为了提高“酸溶”工序中原料的浸出效率,采取的措施不合理的有______。
A.搅拌
B.适当升高温度
C.研磨矿石
D.用浓硫酸
(2)“酸溶”时,溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成,废渣的主要成分是______;合金中的镍难溶于稀硫酸,“酸溶”时除了加入稀硫酸,还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸,反应有N2生成,金属镍溶解的离子方程式为______。
(3)“除铁”时控制温度不超过40℃的原因是______;加入碳酸钠的目的是______。
(4)Fe2+也可以用NaClO3氧化,生成的Fe3+在较小pH条件下水解,最终形成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去,图表示pH-温度关系,图中阴影部分为钠铁矾稳定存在的区域。
则下列说法不正确的是______(填字母)
a.黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]中铁为+2价
b.pH过低或过高均不利于生成黄钠铁矾,其原因相同
c.氯酸钠在氧化Fe2+时,1 molNaClO3得到的电子数为6NA
d.工业生产中温度常保持在85℃-95℃,控制溶液的pH为1.2~1.8,此时加入Na2SO4后生成黄钠铁矾
(5)“除铜”时,反应的离子方程式为______,若用Na2S代替H2S除铜,优点是______。
(6)已知某温度下Ksp[Ni(OH)2]=4.0×10-15,该流程在“沉镍”过程中需调节溶液pH约为______,Ni2+才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度≤10-5 mol/L;lg2=0.30)。
硫代硫酸钠(Na2S2O3•5H2O)俗名“大苏打”,又称为“海波”,易溶于水,难溶于乙醇,加热,遇酸均易分解。某实验室模拟工业硫化碱法制取硫代硫酸钠,其反应装置及所需试剂如图所示,请回答下列问题。
实验具体操作:
Ⅰ.开启分液漏斗,使浓硫酸慢慢滴下,适当调节分液漏斗的滴速,使反应产生的SO2气体较均匀地通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,同时开启电动搅拌器搅动,水浴加热,至微沸。
Ⅱ.直至出现的浑浊不再消失,并控制溶液的pH接近7时,停止通SO2气体。
(1)仪器A的名称为______;B中多孔球泡的作用是______;装置C的作用是______。
(2)为了保证硫代硫酸钠的产量,装置B中溶液pH不能小于7,请用离子方程式解释原因______。
(3)为了尽可能得到较纯的Na2S2O3溶液,三颈烧瓶B中Na2S和Na2CO3的物质的量投料比应该为______。
(4)所得产品中常含有硫酸钠杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:
试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液等
实验步骤 | 现象 |
①取少量样品,加入除氧蒸馏水 | ②固体完全溶解得无色澄清溶液 |
③ ______ | ④有乳黄色沉淀, ______ |
⑤静置,取上层清液 ______ | ⑥ ______ |
(5)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:
①溶液配制:称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水配制成100 mL溶液。
②滴定:取0.00950mol•L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O72-+6I-+14H+═3I2+2Cr3++7H2O.然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32-═S4O62-+2I-.加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液______,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为______%(保留1位小数)。
煤的气化和液化是现代能源工业中重点考虑的综合利用技术。最常见的气化方法是用煤作原料生产水煤气,而比较流行的液化方法是煤在催化剂等条件下生产CH3OH。
已知制备甲醇的有关化学反应如下:
①CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-90.8 kJ•mol-1
②CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)△H2=-412 kJ•mol-1
③CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)△H3
I.回答下列问题:
(1)欲提高甲醇的产率,可以采取的措施有______(填字母序号)。
A.升高温度
B.增大压强
C.降低温度
D.降低压强
(2)提高甲醇反应选择性的关键因素是______。
(3)保持温度和容积不变,下列描述能说明反应③达到平衡状态的是______(填字母序号)。
A.v(CO):v(H2):v(CH3OH)=1:2:1
B.混合气体的压强不再随时间的变化而变化
C.单位时间内断裂2 mol H-H键,同时生成3mol C-H键
D.一段时间内的平均反应速率等于0
E.混合气体的平均摩尔质量保持不变
Ⅱ.在一密闭容器中投入1mol CO和2molH2发生反应③,实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强变化关系如图1所示:
(1)压强P1______P2(填“>”、“<“或”=”)。
(2)M、N两点的化学反应速率:vM______vN(填“>”、“<“或“=”)
(3)对于气相反应,用某组分B的平衡压强P(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(Kp),则M点时,平衡常数Kp=______(P1=5 MPa)。
(4)甲、乙两个恒容密闭容器的体积相同,向甲中加入 1molCO和 2mol H2,向乙中加入2mol CO和4molH2,测得不同温度下CO的平衡转化率如图2所示,则L、M两点容器内压强:P(M)______2P(L),平衡常数:K(M)______K(L)(填“>”、“>”或“=”)。
铁氰化钾(化学式为K3[Fe(CN)6])在工业上主要应用于制药、电镀、造纸、钢铁生产,其煅烧分解生成KCN、FeC2、N2、(CN)2等物质。回答下列问题:
(1)Fe3+比Fe2+稳定的原因______。
(2)在[Fe(CN)6]3-中不存在的化学键为______。
A.离子键
B.配位键
C.氢键
D.共价键
(3)已知(CN)2性质与卤素相似,化学上称为类卤化合物。
(CN)2+2 KOH═KCN+KCNO+H2O
KCN+HCl═HCN+KCl
C2H2+HCN→CH2=CH-C≡N
①KCNO中各元素原子的第一电离能由大到小排序为______。
②丙烯腈(CH2=CH-C≡N)分子中碳原子轨道杂化类型是______,分子中σ键和π键数目之比为______。
(4)氮化铁晶体的晶胞结构如图1所示,该晶体中铁、氮的微粒个数之比为______。
(5)已知:氧化亚铁晶体的密度为pg•cm-3,NA表示阿伏加德罗常数的值。氧化亚铁晶体的晶胞如图2所示,该晶胞中,与O2-紧邻且等距离的O2-数目为______;Fe2+与O2-的最短核间距为______pm。
钒(V)为过渡元素,可形成多价态化合物,在工业催化、新材料、新能源等领域有广泛应用。
(1)金属钒熔点很高,可由铝热反应制得。
已知25℃、101 KPa时
4A1(s)+3O2(g)═2Al2O3(s)△H1=akJ•mol-1
4V(s)+5O2(g)═2V2O5(s)△H2=bkJ•mol-1
则用铝热反应冶炼金属V(s)的热化学方程式为______。
(2)全钒液流电池是一种新型的绿色环保储能系统,工作原理如图所示:
查阅相关资料可知:
离子种类 | VO2+ | VO2+ | V3+ | V2+ |
颜色 | 黄色 | 蓝色 | 绿色 | 紫色 |
①该电池放电时,VO2+发生还原反应,则正极的反应式是______。
②当完成储能时,负极溶液的颜色为______。
③电池放电时,负极区溶液的pH将______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
④用该钒电池在铁制品上镀铜,铁制品应与电池的______极(填“A“或“B“)相连。若电镀开始时两电极质量相等,电镀一段时间后,两电极质量之差为128g,此时转移电子的物质的量为______。
常温下,用0.1mol•L-1的氨水滴定10.00 mL0.1mol•L-1的酸HA溶液,所加氨水的体积(V)与溶液中lg 的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.溶液中水的电离程度X<Y<Z
B.X点:c(A-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
C.Y点:V(氨水)<10.00mL
D.Z点:2c(H+)+c(NH4+)=2c(OH-)+c(NH3•H2O)