分析 含鎳廢料用鹽酸溶解,Cu、C不與鹽酸反應,過濾得到濾渣中含有Cu、C,濾液中含有NiCl2、FeCl2、MgCl2、CaCl2及過量的HCl,加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加入鎳的混合物調節(jié)pH使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去,濾液中含有NiCl2、MgCl2、CaCl2,向濾液中加入NH4F,過濾,再向濾液中加入Na2C2O4,過濾得到草酸鎳晶體,故加入NH4F應是除去溶液中Ca2+、Mg2+.
(1)過氧化氫受熱易分解,所以溫度不能過高;Fe、Ca、Mg均與鹽酸直接反應,過氧化氫的加入造成酸溶過濾后的濾液中增加一種金屬離子,則該金屬離子只能是銅離子;
(2)根據Ksp[(Fe(OH))3]計算反應中c(OH-),再根據水的離子積計算c(H+),調節(jié)溶液pH=-lgc(H+);
(3)加入NH4F后的操作是過濾,說明該過程有沉淀產生,所以加入NH4F的目的是除去Ca2+、Mg2+;
(4)根據題目可知無毒氣體是二氧化碳,同時有水生成,由氧元素守恒可知,應有氧氣參加反應,配平書寫方程式;
(5)根據氧化還原反應理論,Cl2氧化Ni(OH)2生成三氧化二鎳,自身被還原為氯離子,還有水生成,配平書寫化學方程式,根據電子轉移守恒計算反應中需要氯氣物質的量,再根據氯氣利用率計算電解生成氯氣物質的量,根據電子轉移守恒計算電路中通過電子;
(6)NiO(OH)中Ni的化合價是+3價,Ni(OH)2中Ni是+2價,化合價降低,發(fā)生還原反應,所以放電時負極應發(fā)生氧化反應,LaNi5H6為負極反應物質,LaNi5H6中各元素化合價均可看作是零,所以化合價升高的只能是H元素,堿性條件下得到LaNi5與H2O.
解答 解:含鎳廢料用鹽酸溶解,Cu、C不與鹽酸反應,過濾得到濾渣中含有Cu、C,濾液中含有NiCl2、FeCl2、MgCl2、CaCl2及過量的HCl,加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,加入鎳的混合物調節(jié)pH使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去,濾液中含有NiCl2、MgCl2、CaCl2,向濾液中加入NH4F,過濾,再向濾液中加入Na2C2O4,過濾得到草酸鎳晶體,故加入NH4F應是除去溶液中Ca2+、Mg2+.
(1)過氧化氫受熱易分解,所以溫度不能過高的目的是減少過氧化氫的分解;Fe、Ca、Mg均與鹽酸直接反應,過氧化氫的加入造成酸溶過濾后的濾液中增加一種金屬離子,則該金屬離子只能是銅離子,所以反應的離子方程式為:Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O,
反應答案為:減少過氧化氫的分解;Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O;
(2)Ksp[(Fe(OH))3]=4.0×10-38=c(Fe3+)×[c(OH-)]3,則[c(OH-)]3=8×10-33mol/L,則c(OH-)=2×10-11mol/L,所以c(H+)=5×10-4,故pH=-lg5×10-4=3.3,
故答案為:3.3;
(3)加入NH4F后的操作是過濾,說明該過程有沉淀產生,所以加入NH4F的目的是除去Ca2+、Mg2+,故答案為:除去Ca2+、Mg2+;
(4)根據題目可知無毒氣體是二氧化碳,同時有水生成,由氧元素守恒可知,應有氧氣參加反應,所以化學方程式為4(NiC2O4•2H2O)+3O2 $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2Ni2O3+8CO2+8H2O,
故答案為:4(NiC2O4•2H2O)+3O2 $\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$2Ni2O3+8CO2+8H2O;
(5)根據氧化還原反應理論,Cl2氧化Ni(OH)2生成三氧化二鎳,自身被還原為氯離子,還有水生成,化學方程式為:Cl2+2Ni(OH)2+2OH-=Ni2O3+2Cl-+3H2O;amol二價鎳全部轉化為三價鎳時,根據電子轉移守恒需要氯氣$\frac{amol×1}{2}$=0.5amol,氯氣的利用率是80%,則電解過程中的氯氣是$\frac{0.5amol}{80%}$=0.625a mol,每生成1mol氯氣轉移2mol電子,所以外電路中通過電子的物質的量是0.625a mol×2=1.25amol,
故答案為:Cl2+2Ni(OH)2+2OH-=Ni2O3+2Cl-+3H2O;1.25amol;
(6)NiO(OH)中Ni的化合價是+3價,Ni(OH)2中Ni是+2價,化合價降低,發(fā)生還原反應,所以放電時負極應發(fā)生氧化反應,LaNi5H6為負極反應物質,LaNi5H6中各元素化合價均可看作是零,所以化合價升高的只能是H元素,堿性條件下得到LaNi5與H2O,電極反應式為:LaNi5H6+6OH--6e-=LaNi5+6 H2O,
故答案為:LaNi5H6+6OH--6e-=LaNi5+6 H2O.
點評 本題考查制備方案,涉及化學工藝流程、對操作與試劑的分析評價、化學方程式書寫、原電池與電解原理等,是對學生綜合能力的考查,需要學生具備扎實的基礎與遷移運用能力,難度中等.
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 4mol | B. | 8mol | C. | 16mol | D. | 24mol |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 氯氣與水反應:Cl2+H2O═2H++Cl-+ClO- | |
B. | 氫氧化鎂與稀硫酸反應H++OH=H2O | |
C. | 過量的SO2通入NaOH溶液中:SO2+2OH-═SO32-+H2O | |
D. | 大理石溶于醋酸中:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+CO2↑+H2O |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | ①③⑤ | B. | ①②③⑤ | C. | ①②④⑤ | D. | 全部 |
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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 只有②③④ | B. | 只有②④ | C. | 只有①③④ | D. | 全部 |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
族 周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | VA | ⅥA | ⅤⅡA | 0族 |
2 | ① | ② | ③ | |||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
4 | ⑨ |
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題
陽離子 | Na+、Ba2+、NH4+ |
陰離子 | CH3COO-、Cl-、OH-、SO42- |
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