實驗室模擬回收某廢舊含鎳催化劑(主要成分為NiO,另含F(xiàn)e2O3、CaO、CuO、BaO等)生產(chǎn)Ni2O3。其工藝流程為:

(1)根據(jù)圖Ⅰ所示的X射線衍射圖譜,可知浸出渣含有三種主要成分,其中“物質(zhì)X”為            。圖Ⅱ表示鎳的浸出率與溫度的關系,當浸出溫度高于70℃時,鎳的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含 量增大,其原因是        。
(2)工藝流程中“副產(chǎn)品”的化學式為            。
(3)已知有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表:

氫氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ni(OH)2
開始沉淀的pH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全的pH
3.7
9.7
9.2
操作B是為了除去濾液中的鐵元素,某同學設計了如下實驗方案:向操作A所得的濾液中加入NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液pH為3.7~7.7,靜置,過濾。請對該實驗方案進行評價
                       (若原方案正確,請說明理由;若原方案錯誤,請加以改正)。
(4)操作C是為了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F濃度為3×10-3mol·L-1,則Ca2+的濃度為         mol·L-1。(常溫時CaF2的溶度積常數(shù)為2.7×10-11
(5)電解產(chǎn)生2NiOOH·H2O的原理分兩步:
①堿性條件下Cl在陽極被氧化為ClO;
②Ni2+被ClO氧化產(chǎn)生2NiOOH·H2O沉淀。
第②步反應的離子方程式為                      。

(12分)(1)BaSO4   溫度升高,Ni2+的水解程度增大
(2)CuSO4·5H2O
(3)方案錯誤。在調(diào)節(jié)pH前,應先在濾液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化為Fe3+
(4)3×106
(5)ClO+2Ni2++4OH=2NiOOH·H2O+Cl
由題意知,含鎳催化劑與硫酸反應后,Ca2+和Ba2+形成沉淀,通入硫化氫氣體將Cu2+沉淀,操作B除去Fe3+,操作C除去Ca2+。最后加氯化鈉電解硫酸鎳溶液得到2NiOOH·H2O。

解析試題分析:(1)與硫酸反應產(chǎn)生沉淀的除硫酸鈣、氫氧化鎳外還有就是硫酸鋇,所以物質(zhì)X為BaSO4;由于隨著溫度升高,Ni2+的水解程度增大,從而導致鎳的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大;
(2)由于CuS、S灼燒后溶于稀硫酸中生成硫酸銅,所以副產(chǎn)品應該是膽礬,即CuSO4?5H2O,
(3)由于用氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值,容易引入雜質(zhì),而且pH為3.7~7.7,亞鐵離子沉淀不完全,所以方案是錯誤的;正確的操作應該是在調(diào)節(jié)pH前,應先在濾液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化為Fe3+,
(4)根據(jù)常溫時CaF2的溶度積常數(shù)為2.7×10-11可知,溶液中F-濃度為3×10-3 mol?L-1,則Ca2+的濃度為2.7×10-11/(3×10-3)2= 3×10-6mol?L-1;
(5)Ni2+被ClO-氧化產(chǎn)生2NiOOH?H2O沉淀,其還原產(chǎn)物是氯離子,則根據(jù)電子的得失守恒可知,第②步反應的離子方程式為ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH?H2O+Cl-。
考點:考查物質(zhì)的制備,對實驗方案的評價,流程圖的分析,溶度積常數(shù)的應用,離子方程式的書寫

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

海洋植物如海帶、海藻中含有豐富的碘元素,其主要以碘化物形式存在。有一化學課外小組用海帶為原料制取少量碘單質(zhì),他們將海帶灼燒成灰,用水浸泡一段時間(以讓碘化物充分溶解在水中),得到海帶灰懸濁液,然后按以下實驗流程提取單質(zhì)碘:

(1)指出提取碘的過程中有關的實驗操作名稱:①            ,③            ;
(2)操作③中所用的有機試劑可以是     (只填一種),簡述選擇其理由         。
(3)操作過程③可以分解為如下幾步:

A.把盛有溶液的分液漏斗放在鐵架臺的鐵圈中;
B.把50ml碘水和15ml有機溶劑(你所選的)加入分液漏斗中,并蓋好玻璃塞;
C.檢驗分液漏斗活塞和上口的玻璃塞是否漏液;
D.倒轉(zhuǎn)漏斗用力振蕩,并不時旋開活塞放氣,最后關閉活塞,把分液漏斗放正;
E.旋開活塞,用燒杯接收溶液;
F.從分液漏斗上口倒出上層液體;
G.將漏斗上口的玻璃塞打開或使塞上的凹槽與漏斗上口的小孔對準;
H.靜置、分層。
(a)過程③正確操作步驟的順序是:(填編號字母)                      ;
(b)上述G步操作的目的是:                                         ;

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科目:高中化學 來源: 題型:問答題

空氣吹出法工藝是目前“海水提溴”的最主要方法之一,其工藝流程如下:

(1)目前,從海水中提取的溴約占世界溴年產(chǎn)量的                      
(2)步驟①中用硫酸酸化可提高Cl2的利用率,其原因是                                  。
(3)步驟④的離子方程式。 
(4)步驟⑥的蒸餾過程中,溴出口溫度要控制在80?90℃。溫度過高或過低都不利于生產(chǎn),理由是                                                          。
(5)步驟⑧中溴蒸氣冷凝后得到液溴與溴水的混合物,可利用它們的相對密度相差較大的特點進行分離。分離儀器的名稱是       ,分離吋液溴從分離器的               (填“上口”或“下口”)排出。
(6)不直接用含溴的海水進行蒸餾得到液溴,而要經(jīng)過“空氣吹出、SO2吸收、氯化”的原因是   。
(7)某同學測得苦鹵中溴的含量為0.8g·L-1,已知步驟①?⑥中溴共損失了25%,步驟⑦和步驟⑧又共損失了所得溴蒸氣的10%,若處理10 m3這樣的苦鹵,可得到液溴      mol。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

用中和滴定的方法測定NaOH和Na2CO3的混合溶液中NaOH的含量,可先在混合液中加入過量的BaCl2溶液,使Na2CO3完全轉(zhuǎn)變成BaCO3沉淀,然后用標準鹽酸滴定(已知幾種酸堿指示劑變色的pH范圍:①甲基橙3.1~4.4 ②甲基紅4.4~6.2 ③酚酞8.2~10)。請回答:
(1)向混有BaCO3沉淀的NaOH溶液中滴入鹽酸,應選用   指示劑,判斷到達滴定終點的實驗現(xiàn)象是                                
(2)為測定某燒堿樣品中NaOH的含量(設樣品中雜質(zhì)為Na2CO3),某同學進行如下實驗:準確稱取5.0g樣品配制成250mL溶液,然后分三次各取配制好的燒堿溶液20.00mL于三個用蒸餾水洗凈的錐形瓶中,分別加入過量的BaCl2溶液,并向錐形瓶中各加入1~2滴指示劑,用濃度為0.2000mol·L-1的鹽酸標準液進行滴定,相關數(shù)據(jù)記錄如下:

實驗編號
V(燒堿溶液)/mL
V(HCl)/mL
初讀數(shù)
末讀數(shù)
1
20.00
0.00
31.00
2
20.00
1.00
32.04
3
20.00
1.10
32.18
①實驗3到達滴定終點時所耗HCl溶液的體積為              ;依據(jù)表中數(shù)據(jù),計算出燒堿樣品中含NaOH的質(zhì)量分數(shù)為               %。(小數(shù)點后保留兩位數(shù)字)
②滴定時的正確操作是                                            。
③下列操作會導致燒堿樣品中NaOH含量測定值偏高的是             
A.錐形瓶用蒸餾水洗后未用待測液潤洗    B.酸式滴定管用蒸餾水洗后未用標準液潤洗
C.在滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失      D.滴定前平視讀數(shù),滴定結(jié)束俯視讀數(shù)

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

(12分)高純硝酸鍶[化學式:Sr(NO3)2]用于制造信號燈、光學玻璃等。
⑴工業(yè)級硝酸鍶中常含有硝酸鈣、硝酸鋇等雜質(zhì),其中硝酸鈣可溶于濃硝酸,而硝酸鍶、硝酸鋇不溶于濃硝酸。請結(jié)合相關信息,補充完整提純硝酸鍶的下列實驗步驟:
①取含雜質(zhì)的硝酸鍶樣品,     ,攪拌。
     。
③將濾渣溶于水中,加略過量鉻酸使Ba2+沉淀,靜置后加入肼(N2H4)將過量鉻酸還原,調(diào)節(jié)pH=7~8,過濾。
④將濾液用硝酸調(diào)節(jié)pH=2~3,     ,過濾,洗滌。
⑤將得到的Sr(NO3)2·2H2O晶體在100 ℃條件下干燥,得到高純硝酸鍶。
⑵Sr(NO3)2受熱易分解,生成Sr(NO2)2和O2;在500 ℃時Sr(NO2)2進一步分解生成SrO及氮氧化物。取一定質(zhì)量含Sr(NO2)2的Sr(NO3)2樣品,加熱至完全分解,得到5.20 g SrO固體和5.08 g混合氣體。計算該樣品中Sr(NO3)2的質(zhì)量分數(shù)(寫出計算過程)。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

14 分苯甲酸乙酯(C9H10O2)別名為安息香酸乙酯。 它是一種無色透明液體,不溶于水,稍有水果氣味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工業(yè)中,也可用作有機合成中間體,溶劑等。其制備方法為:

已知:

名稱
相對分子質(zhì)量
顏色,狀態(tài)
沸點(℃)
密度(g·cm-3)
苯甲酸*
122
無色片狀晶體
249
1.2659
苯甲酸乙酯
150
無色澄清液體
212.6
1.05
乙醇
46
無色澄清液體
78.3
0.7893
環(huán)己烷
84
無色澄清液體
80.8
0.7318
已知:苯甲酸在100℃會迅速升華。
實驗步驟如下:
①在圓底燒瓶中加入4.0g苯甲酸,10 mL 95%的乙醇(過量),8mL 環(huán)己烷以及3  mL 濃硫酸,混合均勻并加入沸石,按右圖所示裝好儀器,控制溫度在65~70℃加熱回流2 h。利用分水器不斷分離除去反應生成的水,回流環(huán)己烷和乙醇。

②反應一段時間,打開旋塞放出分水器中液體后,關閉旋塞,繼續(xù)加熱,至分水器中收集到的液體不再明顯增加,停止加熱。
③將燒瓶內(nèi)反應液倒入盛有適量水的燒杯中,分批加入Na2CO3至溶液至呈中性。用分液漏斗分出有機層,水層用25 mL乙醚萃取分液,然后合并至有機層,加入氯化鈣,靜置,過濾,對濾液進行蒸餾,低溫蒸出乙醚和環(huán)己烷后,繼續(xù)升溫,接收210~213℃的餾分。
④檢驗合格,測得產(chǎn)品體積為2.3mL。
回答下列問題:
(1)在該實驗中,圓底燒瓶的容積最適合的是         (填入正確選項前的字母)。
A.25 mL    B.50 mL    C.100 mL    D.250 mL
(2)步驟①加入沸石的作用是      。如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加沸石,應該采取的正確操作是:    
(3)步驟①中使用分水器不斷分離除去水的目的是                
(4)步驟③加入Na2CO3加入不足,在之后蒸餾時蒸餾燒瓶中可見到白煙生成,產(chǎn)生該現(xiàn)象的原因                      ;
(5)有機物的分離操作中,經(jīng)常需要使用分液漏斗等儀器。使用分液漏斗前必須          
(6)計算本實驗的產(chǎn)率為               。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

(12分)某化學課外小組用右圖裝置制取溴苯。先向分液漏斗中加入苯和液溴,再將混合液慢慢滴入反應器A(A下端活塞關閉)中。

(1)寫出A中反應的化學方程式:                                               
(2)觀察到A中的現(xiàn)象是                           _______________________
(3)實驗結(jié)束時,打開A下端的活塞,讓反應液流入B中,充分振蕩,目的是                   ,寫出有關的化學方程式                       
(4)C中盛放CCl4的作用是                        。
(5)能證明苯和液溴發(fā)生的是取代反應,而不是加成反應,可向試管D中加入AgNO3溶液,若產(chǎn)生淡黃色沉淀,則能證明。另一種驗證的方法是向試管D中加入            ,現(xiàn)象是             

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

制備水楊酸對正辛基苯基酯()如下:
步驟一:將水楊酸晶體投入三頸燒瓶中,再加入氯苯,攪拌溶解后,加入無水三氯化鋁。
步驟二:按圖12所示裝置裝配好儀器,水浴加熱控制溫度在20~40℃之間,在攪拌下滴加SOCl2,反應制得水楊酰氯,該反應為:
(水楊酸)+SOCl2(水楊酰氯)+HCl↑+SO2

步驟三:將三頸燒瓶中的混合液升溫至80℃,再加入對正辛苯酚(),溫度控制在100℃左右,不斷攪拌。
步驟四:過濾、蒸餾、減壓過濾;酒精洗滌、干燥。
(1)步驟一中加入三氯化鋁的作用是       
(2)實驗時,冷凝管中的水應從          出(選填“a”或“b”);裝置c的作用是       。
(3)步驟三??發(fā)生反應的化學方程式為            。
(4)步驟四減壓過濾操作中,除燒杯、玻璃棒外,還必須使用的硅酸鹽材料的儀器有    。
(5)步驟四減壓過濾時,有時濾紙會穿孔,避免濾紙穿孔的措施是       。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

某研究性學習小組在用CO還原Fe2O3的實驗中,用磁鐵吸出生成的黑色粉末X,他們認為X不一定是Fe,因為加熱溫度不同、受熱不均時會生成Fe3O4,也能被磁鐵吸引。為探究X的成分,他們進行了如下實驗(圖中①②表示試劑的加入順序)。

(1)操作Z是________。下列儀器中,在灼燒沉淀時必須用到的儀器名稱是________;

(2)寫出向溶液Y中滴加H2O2溶液時發(fā)生反應的離子方程式:________;
(3)通過以上數(shù)據(jù),得出2.376 g黑色粉末X中各成分的物質(zhì)的量為________。

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