题目内容
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:
图Ⅰ 图Ⅱ
(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是 。
(2)工艺流程中“副产品”的化学式为 。
(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。请对该实验方案进行评价: (若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
(4)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为 ______mol·L-1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11)
(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-;②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为 。
(1)BaSO4 温度升高,Ni2+的水解程度增大
(2)CuSO4·5H2O
(3)方案错误。在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+(其他合理均给分)
(4)3×10-6
(5)ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-
解析试题分析:(1)由于含镍催化剂中含有氧化钡,能和稀硫酸反应生成白色沉淀硫酸钡,所以根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为BaSO4。由于随着温度升高,Ni2+的水解程度增大,从而导致镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大。(2)CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜,所以副产品应该是胆矾,即CuSO4·5H2O。(3)用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值,容易引入杂质,所以方案是错误的。正确的操作应该是在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+。(4)根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知,溶液中F-浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为=3×10-6 mol/L。(5)Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀,其还原产物是氯离子,则根据电子的得失守恒可知,第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-。
考点:考查盐类水解、化学实验基本操作、溶度积常数的计算、方程式的书写
有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离可产生表中离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
阳离子 | Na+、Ba2+、NH4+ | 阴离子 | CO32-、Cl-、OH-、SO42- |
②C溶液和D溶液相遇时只观察到有白色沉淀产生,B溶液和C溶液相遇时只观察到有刺激性气味的气体产生,A溶液和D溶液混合时无明显现象。请填写下列空白:
(1)A是___________,B是___________,C是____________,D是___________。
(2)常温,将1 ml pH =12的C溶液加水稀释至100ml,所得溶液中= ;
(3)常温下,0.15 mol·L-1的C溶液与0.20 mol·L-1盐酸混合,所得混合液的pH=13,则C溶液与盐酸的体积比= _______________。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。
为测定某H2C2O4溶液的浓度,取25.00mL该溶液于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol/L KMnO4标准溶液滴定。滴定原理为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
(1)滴定时,KMnO4溶液应装在 (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管” )中,达到滴定终点的现象为 。
(2)若滴定时,没用标准液洗涤滴定管,会使得草酸溶液的物质的量浓度_ _ (填“偏高”“偏低”“无影响”)
(3)若滴定时,反应前后的两次读数分别为a和b,则实验测得所配草酸溶液的物质的量浓度为 mol/L。
(4)在该溶液与KOH溶液反应所得的0.1 mol/L KHC2O4溶液中,c(C2O42-)>c(H2C2O4),下列关系正确的是 。
A.c(K+)+c(H+)=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-) |
B.c(HC2O4-)+ c (C2O42-)+ c(H2C2O4)=0.1mol/L |
C.c(H+)<c(OH-) |
D.c(K+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-) |
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀,从而将其除去的可能性,查得如下资料:(以下数据和实验均指在25℃下测定)
难溶电解质 | CaCO3 | CaSO4 |
Ksp(mol2·L-2) | 3×10-9 | 9×10-6 |
实验步骤如下:
①往100 mL 0.1 mol·L-1的CaCl2溶液中加入100 mL 0.1 mol·L-1的Na2SO4溶液,立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO3 3 g,搅拌,静置,沉淀后弃去上层清液.
③再加入蒸馏水搅拌,静置,沉淀后再弃去上层清液.
④向沉淀中加入足量的盐酸。
(1)步骤①所得悬浊液中[Ca2+]=________ mol·L-1
(2)写出第②步发生反应的离子方程式:________________________________.
(3)设计第③步的目的是________________________________________________.
(4)第④步操作发生的现象为: 。