【題目】元素Ni用途廣泛,工業(yè)上以硫化鎳礦(含少量雜質(zhì)硫化銅、硫化亞鐵)為原料制備并精制鎳的基本流程如下:
已知:①電極電位(E)能體現(xiàn)微粒的氧化還原能力強(qiáng)弱,如:
H2 -2e-= 2H+ E=0.00V; Cu-2e- =Cu2+ E=0.34V;
Fe -2e-= Fe2+ E=-0.44V; Ni-2e-=Ni2+ E=-0.25V
②常溫下溶度積常數(shù) Ksp(NiS)=1.07×10-21; Ksp(CuS)=1.27×10-36
(1)可用光潔的鎳絲代替鉑絲蘸取化學(xué)試劑在焰色反應(yīng)實驗中灼燒,原因是_________。
(2)就制備高鎳礦的相關(guān)問題請回答:
①通入氧氣時控制適量的目的是________________。
②已知礦渣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,原因是__________________。
(3)電解制粗鎳時陽極發(fā)生的主要電極反應(yīng)式___________________。
(4)電解精煉鎳的過程需控制pH為2~5,試分析原因__________________。
(5)工業(yè)生產(chǎn)中常用加NiS的方法除去溶液中的Cu2+,若過濾后溶液中c(Ni2+) 為0.107 mol/L,則濾液中殘留的c(Cu2+)為________ mol/L。
【答案】鎳的焰色反應(yīng)為無色 將部分硫元素轉(zhuǎn)化為SO2除去;防止氧化Fe2+,便于用石英砂造渣除鐵 礦渣中含有Fe2+ NiS-2e-=Ni2++S 根據(jù)電極電位可知,H+先于Ni2+放電,當(dāng)pH<2時,c(H+)大,易在陽極放電,當(dāng)pH>5時,c(OH-)增大,Ni2+易生成Ni(OH)2沉淀 1.27×10-16
【解析】
根據(jù)流程:將硫化鎳礦(含少量雜質(zhì)硫化銅、硫化亞鐵)熔煉后將部分硫元素以二氧化硫的形式除去,二氧化硫可用于制硫酸,得到低鎳礦,加入適量的氧氣,用石英造渣除鐵得到Fe2SiO4,反應(yīng)為:SiO2+2FeO2FeOSiO2,將得到高鎳礦浮選出NiS(含CuS),為提高浮選率,將其破碎細(xì)磨,將NiS(含CuS)在NiSO4溶液中電解,陽極的反應(yīng)為:NiS-2e-=Ni2++S、CuS-2e-=Cu2++S,陰極為:Ni2++2e-=Ni,Cu2++2e-=Cu,制得粗Ni含有少量Cu,將粗Ni用NiSO4溶液,控制pH為2~5,電解精煉,粗Ni為陽極,反應(yīng)為:Ni-2e-=Ni2+,Cu從粗Ni脫落形成陽極泥,陰極為Ni2++2e-=Ni,陰極制得精Ni,據(jù)此分析作答。
(1)鎳絲灼燒時火焰呈無色,不影響其他金屬元素的焰色,故焰色反應(yīng)實驗可以用光潔的鎳絲代替鉑絲蘸取化學(xué)試劑灼燒;
(2)①通入氧氣時控制適量的目的是可以使其中的S元素氧化為SO2氣體逸出,同時又防止氧化Fe2+,便于用石英砂造渣除鐵;
②已知礦渣能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,原因是礦渣中含有Fe2+,Fe2+具有還原性,與具有氧化性的酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應(yīng)而使酸性高錳酸鉀溶液的紫色褪去;
(3)電解制粗鎳時陽極上是NiS失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),主要電極反應(yīng)式為:NiS-2e-=Ni2++S;
(4)根據(jù)電極電位可知,H+先于Ni2+放電,當(dāng)pH<2時,c(H+)大,易在陽極放電,當(dāng)pH>5時,c(OH-)增大,Ni2+易生成Ni(OH)2沉淀,所以電解精煉鎳的過程需控制pH為2~5;
(5)工業(yè)生產(chǎn)中常用加NiS的方法除去溶液中的Cu2+,若過濾后溶液中c(Ni2+)為0.107 mol/L,由于Ksp(NiS)=1.07×10-21,則溶液中S2-濃度為c(S2-)=mol/L=1.0×10-20mol/L,根據(jù)Ksp(CuS)=1.27×10-36,可知濾液中殘留的c(Cu2+)=mol/L=1.27 ×10-16mol/L。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某同學(xué)設(shè)計如圖所示實驗,探究反應(yīng)中的能量變化。
下列判斷正確的是( )
A.由實驗可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反應(yīng)都是放熱反應(yīng)
B.將實驗(a)中的鋁片更換為等質(zhì)量的鋁粉后釋放出的熱量有所增加
C.實驗(c)中將環(huán)形玻璃攪拌棒改為鐵質(zhì)攪拌棒對實驗結(jié)果沒有影響
D.若用NaOH固體測定中和熱,則測定中和熱的數(shù)值偏高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強(qiáng)弱的量。已知如表數(shù)據(jù)。
化學(xué)式 | 電離平衡常數(shù)(25℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
(1)25 ℃時,有等濃度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液,三種溶液的pH由大到小的順序為__________________。
(2)25 ℃時,pH=3的CH3COOH溶液和pH=11的NaOH溶液混合,若所得溶液顯酸性,則c(Na+)__________c(CH3COO-)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)NaCN溶液中通入少量CO2,所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。
(4)25 ℃時, pH=8的CH3COONa溶液中,c(Na+)-c(CH3COO-)=___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在36 g碳不完全燃燒所得氣體中,CO占體積,CO2占體積。且有:
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
與這些碳完全燃燒相比,損失的熱量是
A. 172.5 kJ B. 1 149 kJ C. 283 kJ D. 517.5 kJ
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【題目】某溫度下,向容積可變的密閉容器中充入醋酸的二聚物,發(fā)生反應(yīng):。測得平衡時混合氣體的平均摩爾質(zhì)量與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法錯誤的是( )
A.
B.當(dāng) 時,平衡常數(shù)
C.保持溫度不變,增大壓強(qiáng),平衡左移,增大
D.條件下,保持溫度不變,向容器中加入少量,平衡轉(zhuǎn)化率增大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)水溶液中的平衡相關(guān)的問題,請?zhí)羁?/span>
(1)已知常溫下,將氯化鋁溶液和碳酸鈉溶液混合,有白色沉淀產(chǎn)生,寫出反應(yīng)離子方程式______________
(2)體積均為100 mL、pH均為2的CH3COOH與一元酸HX,加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示。同濃度,同體積的CH3COONa與NaX溶液,離子總數(shù)目: CH3COONa溶液_______NaX溶液(填>,<,=)
(3)電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強(qiáng)弱的物理量。已知:
化學(xué)式 | 電離常數(shù)(25 ℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
①25℃時,濃度均為0.01 mol·L-1 HCN和NaCN混合溶液顯_____性(填酸,堿,中)。溶液中HCN濃度_________CN-濃度(填>,<,=)
②25 ℃時,在CH3COOH與CH3COONa的混合溶液中,若測得pH=6,則溶液中=____。
(4)在25°C下,將x mol·L-1的氨水與y mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液中顯中性,則c(NH4+)____c(Cl-)(填“>” 、“<” 或“=” );用含x和y的代數(shù)式表示出氨水的電離平衡常數(shù)______。
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【題目】當(dāng)電解質(zhì)中某離子的濃度越大時,其氧化性或還原性越強(qiáng),利用這一性質(zhì),有人設(shè)計出如如圖所示“濃差電池”(其電動勢取決于物質(zhì)的濃度差,是由一種物質(zhì)從高濃度向低濃度轉(zhuǎn)移而產(chǎn)生的)。其中,甲池為3 mol/L的AgNO3溶液,乙池為1 mol/L的AgNO3溶液A、B均為Ag電極。實驗開始先斷開K1,閉合K2,發(fā)現(xiàn)電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。下列說法不正確的是
A.斷開K1、閉合K2,一段時間后電流計指針歸零,此時兩池銀離子濃度相等
B.斷開K1、閉合K2,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.1 mol e-時,乙池溶液質(zhì)量增加17.0 g
C.當(dāng)電流計指針歸零后,斷開K2、閉合K1,一段時間后B電極的質(zhì)量增加
D.當(dāng)電流計指針歸零后,斷開K2、閉合K1,乙池溶液濃度增大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如下圖所示,鐵有δ、γ、α三種同素異形體,三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。下列說法正確的是 ( )
A. γ-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個
B. α-Fe晶體中與每個鐵原子距離相等且最近的鐵原子有6個
C. 將鐵加熱到1 500 ℃分別急速冷卻和緩慢冷卻,得到的晶體類型相同
D. 三種同素異形體的性質(zhì)相同
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【題目】按照要求回答下列問題
(1)硫酸鐵溶液顯酸性的原因_____(用離子方程式表示).
(2)物質(zhì)的量濃度相同的醋酸和氫氧化鈉溶液混合溶液中c(CH3COO﹣)=c(Na+),則混合后溶液顯_____性.
(3)濃度均為0.1mol/L①氯化銨②醋酸銨③硫酸氫銨④氨水四種溶液中,c(NH4+)由大到小的順序_____(填序號).
(4)將化合物A的蒸氣1mol充入0.5L容器中加熱分解:2A(g)B(g)+nC(g),反應(yīng)到3min時,容器內(nèi)A的濃度為0.8mol/L,測得這段時間內(nèi),平均速率ν(C)=0.6mol/(Lmin),則化學(xué)方程式中的n值為_____,ν(B)=_____,此時A的分解率為_____.
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