题目内容

11．三氧化二镍（Ni2O3）是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料．工业上利用含镍废料（镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC2O4•2H2O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍．已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水．根据下列工艺流程示意图回答问题．

（1）操作1为加酸溶解，过滤．
（2）生产过程中多次进行过滤，实验室进行过滤操作中需用到玻璃棒，下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是BC（填选项字母）．
①配制0.1mol/L的H2SO4溶液        ②测定Na2CO3溶液的pH
③用KI淀粉试纸检验溶液中的氧化性离子    ④加热食盐溶液制备NaCl晶体
⑤配制20%的KNO3溶液
A．①⑤B．②③C．④⑤D．①④
（3）加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
加入Na2CO3溶液调pH至4.0～4.5，其目的为促进Fe3+水解沉淀完全；加入NH4F后除掉的杂质是Ca2+、Mg2+．
（4）草酸镍（NiC2O4•2H2O）在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时，制得Ni2O3，同时获得混合气体．草酸镍受热分解的化学方程式为2NiC2O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑．
（5）工业上还可用电解法制取Ni2O3．用NaOH溶液调节NiCl2溶液的pH至7.5，加入适量Na2SO4后采用惰性电极电解．电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-，再把二价镍氧化为三价镍．ClO-氧化Ni（OH）2生成Ni2O3的离子方程式为ClO-+2Ni（OH）2═Cl-+Ni2O3+2H2O．

分析 流程分析，镍废料（镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC2O4•2H2O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍．镍废料加入酸溶解后过滤得到滤液中含有亚铁离子、钙离子、镁离子、镍离子，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入碳酸钠溶液调节溶液的PH，使铁离子全部沉淀，过滤后的滤液在加入NH4F沉淀钙离子和镁离子，过滤得到溶液含有捏离子的溶液，在溶液中加入草酸生成草酸镍，蒸发浓缩结晶析出晶体为目标产物NiC2O4•2H2O；
（1）镍废料中主要是镍、铁、钙、镁合金为主，操作Ⅰ是酸溶后过滤，溶解金属，除去不溶物；
（2）①配制O.1mol/L的H2SO4溶液，搅拌引流作用；
②测定Na2CO3溶液的pH，玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上测定；
③用KI淀粉试纸检验溶液中氧化性离子，玻璃棒蘸取溶液滴在KI淀粉试纸上测定；
④加热食盐溶液制备NaCl晶体，玻璃棒搅拌避免局部受热固体飞溅；
⑤配制20%的KNO3溶液，玻璃棒搅拌加速溶解；
（3）过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，依据电荷守恒和原子守恒，加入Na2CO3溶液调pH至4.0〜4.5，促进铁离子水解形成氢氧化铁沉淀；氟化钙、氟化镁难溶于水；
（4）草酸镍（NiC2O4•2H2O）在热空气中干燥脱水后生成NiC2O4，NiC2O4再发生氧化还原反应（Ni由+2价升高到+3价，则C由+3价降低到+2价，题中要求生成混合气体，则另一气体为CO2）生成Ni2O3、CO、CO2，再利用化合价升降相等配平；
（5）Cl由+1价降低到-1价，Ni由+2价升高到+3价，利用化合价升降相等可配平ClO-、Ni（OH）2、Cl-、Ni2O3的系数，再利用H原子守恒配平水的系数，最后可利用O原子检查配平是否正确；依据化学方程式和元素守恒计算得到；

解答 解：流程分析，镍废料（镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC2O4•2H2O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍．镍废料加入酸溶解后过滤得到滤液中含有亚铁离子、钙离子、镁离子、镍离子，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入碳酸钠溶液调节溶液的PH，使铁离子全部沉淀，过滤后的滤液在加入NH4F沉淀钙离子和镁离子，过滤得到溶液含有捏离子的溶液，在溶液中加入草酸生成草酸镍，蒸发浓缩结晶析出晶体为目标产物NiC2O4•2H2O；
（1）分析框图：“酸溶”生成含镍、铁、钙、镁离子的溶液，加酸溶解，溶解金属，除去不溶物过滤；
故答案为：加酸溶解，过滤；
（2）①配制O.1mol/L的H2SO4溶液，搅拌引流作用；
②测定Na2CO3溶液的pH，玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上测定；
③用KI淀粉试纸检验 溶液中氧化性离子，玻璃棒蘸取溶液滴在KI淀粉试纸上测定；
④加热食盐溶液制备NaCl晶体，玻璃棒搅拌避免局部受热固体飞溅；
⑤配制20%的KNO3溶液，玻璃棒搅拌加速溶解；
所以②③和④⑤符合；
故答案为：BC．
（3）加双氧水的目的是氧化生成Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，加入碳酸钠溶液的作用是调节pH，促进铁离子水解沉淀完全，再加入NH4F的目的是除去钙离子、镁离子，故最后加草酸时生成草酸镍沉淀；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，促进铁离子水解沉淀完全，Ca2+、Mg2+；
（4）草酸镍（NiC2O4•2H2O）在热空气中干燥脱水后生成NiC2O4，NiC2O4再发生氧化还原反应（Ni由+2价升高到+3价，则C由+3价降低到+2价，题中要求生成混合气体，则另一气体为CO2）生成Ni2O3、CO、CO2，再利用化合价升降相等，Ni：升高2×（3-2），C：升高1×（4-3），C：降低：3×（3-2），配平方程式为：2NiC2O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑；
故答案为：2NiC2O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑；
（5）Cl由+1价降低到-1价，Ni由+2价升高到+3价，利用化合价升降相等可配平ClO-、Ni（OH）2、Cl-、Ni2O3的系数，再利用H原子守恒配平水的系数，最后可利用O原子检查配平是否正确，得到离子方程式为：ClO-+2Ni（OH）2═Cl-+Ni2O3+2H2O；
故答案为：ClO-+2Ni（OH）2═Cl-+Ni2O3+2H2O；

点评 本题考查了流程分析推断，实验操作步骤的分析判断，化学方程式计算和电解原理分析应用，题目综合性较大，难度较大．

练习册系列答案
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请回答下列问题：
（1）X、Y、Z三种元素原子第一电离能由大到小的顺序是N＞O＞S．（用元素符号表示）
（2）某X氢化物分子结构式为：H-X=X-H，该分子中X原子的杂化方式是sp2；Y元素简单氢化物的沸点高于Z的氢化物，主要原因是H2O分子间形成了氢键，而H2S分子间不能形成氢键．
（3）根据等电子原理，写出X2Y分子的电子式：．
（4）M晶体的原子堆积方式为六方堆积（如右图所示），则晶体中M原子配位数是12．某M配合物化学式是[M（H2O）5Cl]Cl2•H2O，1mol该配合物中含配位键的数目是6mol．
12．在溶质物质的量相等的下列混合溶液中，反应先后顺序判断正确的是（　　）
A．向NaCl、NaBr、NaI混合溶液中通入F2：I-、Br-、Cl-
B．向NaCl、NaI、Na2S混合溶液中滴加AgNO3溶液：S2-、I-、Cl-
C．向FeCl3、CuCl2、HCl混合溶液中加入Zn粉：Cu2+、Fe3+、H+
D．向NaAlO2、Na2CO2、NaOH混合溶液中滴加稀盐酸：AlO2-、CO32-、HCO3-、OH-
9．下列电离方程式正确的是（　　）
A．NaHSO4（熔融）═Na++H++SO42-B．NaHCO3═Na++H++CO32-
C．CH3COOH?CH3COO-+H+D．H2CO3?2H++CO32-
6．高铁酸钾是一种高效的多功能水处理剂，具有氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭等作用，高铁酸钾的开发和利用正日益显示出其广阔的应用前景．其制备流程如图1：
试回答下列问题
（1）反应器中，NaOH、NaClO、Fe（NO3）3发生反应生成Na2FeO4，完成并配平下列离子反应方程式：
□Fe3++□ClO─+□OH─═□FeO42─+□Cl─+□H2O．
（2）次氯酸钠浓度对高铁酸钾产率有一定影响，当NaClO浓度为298g/L时，高铁酸钠的产率最高，此时NaClO的物质的量浓度为4mol/L．
（3）你认为操作①能够发生转化的原因是此条件下，高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度，慢慢滴加的原因的是为了使反应充分．
（4）操作②如果温度过高会造成高铁酸钾的分解，高铁酸钾受热分解时生成金属氧化物和氧气，该反应的化学方程式为4K2FeO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2K2O+2Fe2O3+3O2↑．
（5）可以用电化学法制取Na2FeO4，其装置如图2所示，则阳极的电极反应式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；阴极的电极反应式为2H++2e-=H2↑（或2H2O+2e-=2OH-+H2↑）；电解一段时间后溶液OH─的浓度会降低（填“升高”、“降低”或“不变”）．
16．软锰矿的主要成分是二氧化锰，用软锰矿浆吸收工业废气中的二氧化硫，可以制备高纯度的硫酸锰晶体，其流程如下所示：

离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe2+7.69.7
Fe3+2.73.7
Al3+3.84.7
Mn2+8.39.8
已知：浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+，还含有少量的Fe2+、Al3+等，且pH＜2．几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如上表所示：
根据上述流程，回答下列问题：
（1）写出二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式：SO2+MnO2═MnSO4．
（2）浸出液的pH＜2，从上述流程看，可能的原因为二氧化硫溶于水发生反应：SO2+H2O=H2SO3，生成的H2SO3部分电离：H2SO3?H++HSO3-（用化学用语和必要的文字说明）．
（3）用离子方程式表示加入二氧化锰的作用：MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O．从表中数据来看，能不能取消“加入二氧化锰”的步骤？原因是不能，pH=9.7时Fe2+才完全沉淀，而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀．
下列试剂能替代二氧化锰的是A（填序号）．
A．双氧水   B．氯水     C．高锰酸钾溶液   D．次氯酸钠
（4）有同学认为可以用碳酸锰（MnCO3）或氢氧化锰[Mn（OH）2]替代石灰乳，你是否同意此观点？简述理由：同意，铁离子、铝离子水解程度比锰离子大，加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应，促进铁离子、铝离子水解，进而转化为沉淀，再通过过滤除去．
（5）从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是蒸发浓缩、降温结晶，过滤．利用滤渣能提取高纯度的铁红，简述其操作过程：将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中，再进行过滤、洗涤、干燥，最后灼烧可得氧化铁．
3．铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料．以废旧锌锰电池为原料制备锌锰铁氧体（MnxZn1-xFe2O4）的主要流程如图1，请回答下列问题：

（1）碱性锌锰电池负极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn（OH）2，酸浸时二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为MnO2+H2O2+H2SO4=MnSO4+O2↑+2H2O；
（2）经测定酸浸后的滤液中主要金属阳离子有Mn2+、Hg2+、Zn2+．除汞是以氮气为载气吹入滤液带出汞蒸汽经KMnO4溶液吸收而实现的．如图是KMnO4溶液处于不同pH时对应的Hg去除率变化图2，图中物质为Hg与MnO4-在一定pH范围内的主要产物，则pH＜6时的离子反应方程式为5Hg+2MnO4-+16H+=5Hg2++2Mn2++8H2O，根据该图，你认为pH对汞去除率影响的变化规律是：随pH的升高汞的吸收率先降低后增加；
（3）工艺流程中加入一定量的MnSO4和试剂A的目的是调节溶液中Fe、Mn元素的成分，符合加热后获得锰锌铁氧化体组成；
（4）用试剂B调节pH为10.5左右，试剂B最好是①（填序号）；
①氨水   ②NaOH    ③NaHCO3
（5）当x=0.2时，所得到的锌锰铁氧体对雷达波的吸收能力特别强，试用氧化物的组合形式表示该锌锰铁氧体的组成MnO•4ZnO•5Fe2O3．
20．该小组根据上述原理设计下图所示装置制备Na2S2O3．

（1）实验应避免有害气体排放到空气中．装置①、②中盛放的试剂依次是
①Na2S 溶液、Na2CO3溶液；
②NaOH溶液．
（2）实验过程中，随着气体的通入，装置①中有气泡产生，还有大量黄色固体析出，继续通入气体，可以观察到的现象是沉淀逐渐消失．
（3）反应结束后，从制得的Na2S2O3稀溶液中得到Na2S2O3•5H2O晶体的主要操作包括：加热浓缩，冷却．结晶，过滤．
1．某有机物在氧气中充分燃烧，生成等物质的量的二氧化碳和水．则该有机物的组成必须满足的条件是（　　）
A．分子中C、H、O的个数比为1：2：3B．分子中C、H的个数比为1：2
C．该有机物的相对分子质量为14D．该分子中肯定不含氧

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