题目内容

9．三氧化二镍（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．如工艺流程图所示．

请回答下列问题：
（1）操作Ⅰ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要用到玻璃棒，下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是bc（填字母）．
①测定醋酸钠溶液的pH      ②加热食盐溶液制备NaCl晶体
③配制0.1mol/L的硫酸溶液  ④用淀粉-KI试纸检验溶液中氧化性离子
⑤配制10%的硫酸钠溶液
a．①⑤b．②⑤c．①④d．③④
（3）①加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
②加入碳酸钠溶液调pH至4.0～5.0，其目的为促进铁离子水解沉淀完全；
③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，可制得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NiCl2溶液的pH至7.5，加入适量Na2SO4后利用惰性电极电解．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．a mol二价镍全部转化为三价镍时，外电路中通过电子的物质的量为1.25a mol．
（6）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时，NiO（OH）转化为Ni（OH）2，该电池反应的化学方程式是Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=3Ni（OH）2+NaAlO2．

分析 （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测定Na2CO3溶液的pH，玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上测定；
②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；
③配制O.1mol/L的H2SO4溶液，搅拌引流作用；
④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；
⑤配制10%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；
（6）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，发生还原反应，则Al发生氧化反应，碱性条件下得到NaAlO2，配平书写方程式．

解答 解：（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；
②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；
③配制O.1mol/L的H2SO4溶液，搅拌引流作用；
④测定Na2CO3溶液的pH，玻璃棒蘸取溶液滴在pH试纸上测定；
⑤配制10%的KNO3溶液，玻璃棒搅拌加速溶解；
所以②⑤和①④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；
     ClO-+2Ni（OH）2═Cl-+Ni2O3+2H2O
     1     2
 n（ClO-） a mol
则n（ClO-）=0.5 a mol
Cl2+2OH-═ClO-+Cl-+H2O
0.8n（Cl2） 0.5 a mol
则n（Cl2）=0.625 a mol
进行电解时：
2Cl--2e-═Cl2↑
    2     1
   n（e-） 0.625 a mol
则n（e-）=1.25a mol；
故答案：ClO-+2Ni（OH）2═Cl-+Ni2O3+2H2O，1.25a mol；
（6）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2，发生还原反应，则Al发生氧化反应，碱性条件下得到NaAlO2，该电池反应的化学方程式是：Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=3Ni（OH）2+NaAlO2，
故答案为：Al+3NiO（OH）+NaOH+H2O=3Ni（OH）2+NaAlO2．

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．

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已知某可逆反应m A(g)+n B(g) p C(g) △H，在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t 时温度T和压强P与反应物B在混合气体中的百分含量B%的关系曲线．由曲线分析，下列判断正确的是( )

A．T1＜T2，P1＞P2，m+n＞p，△H＜0

B．T1＞T2，P1＜P2，m+n＞p，△H＞0

C．T1＜T2，P1＞P2，m+n＜p，△H＜0

D．T1＞T2，P1＜P2，m+n＜p，△H＞0

已知H—H键能为436 KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，根据化学方程式：N2 （g）+ 3 H2 （g） ＝ 2 NH3（g） ΔH = - 92.4 KJ/mol，则N≡ N键的 键 能 是

A．431 KJ/mol B．946 KJ/mol C．649 KJ/mol D．869 KJ/mol
17．黄铜矿的主要成分是 CuFeS2（硫元素显-2价，铁元素显+2价）．实验室里用黄铜矿为原料制取单质Cu和 
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（3）欲选用如图3所示的部分装置在实验室中以MnO2 和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气．
①按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→b→c→g→h→d，
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（3）两同学利用如图所示装置进行测定

①在研究沉淀物组成前，须将沉淀从溶液中分离并净化．具体操作依次为过滤、洗涤、干燥．
②装置E中碱石灰的作用是防止空气中CO2和水蒸气进入装置D．
③实验过程中有以下操作步骤：
a．关闭K1、K3，打开K2、K4，充分反应
b．打开K1、K4，关闭K2、K3，通入过量空气
c．打开K1、K3，关闭K2、K4，通入过量空气
正确的顺序是cab（填选项序号，下同）． 若未进行步骤b，将使测量结果偏低．
为了准确测定水和二氧化碳的质量，是否需要在分液漏斗上部和集气瓶之间连接橡胶管：否．
④若沉淀样品的质量为m g，装置D的质量增加了n g，则沉淀中CuCO3的质量分数为$\frac{31n}{11m}$×100%．
（4）丙同学认为还可以通过测量CO2的体积或测量样品质量和样品充分灼烧后的质量来测定沉淀中CuCO3的质量分数．
14．NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率．将浓度均为0.020mol•L-1的NaHSO3溶液（含少量淀粉）10.0mL、KIO3（过量）酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如图．据图分析，下列判断不正确的是（　　）
A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B．图中b、c两点对应的NaHSO3的反应速率相等
C．图中a点对应的NaHSO3的反应速率为5.0×10-5 mol•（L•s）-1
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A．Fe2O3B．V2O5C．MnO2D．Cr2O3
18．同体积的1mol/L的HCl、H2SO4、CH3COOH分别加入过量的Mg．下列叙述中正确的是（　　）
A．HCl、H2SO4中放出H2的速率相同
B．CH3COOH中放出H2的速率最快
C．H2SO4中放出H2的速率最快，CH3COOH中放出H2的速率最慢
D．H2SO4中放出H2的量最多，其余的相等
16．下列有机物分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是（　　）
A．CH2=CH-CIB．CH2=CH-CH=CH2C．CH3-CH=CH2D．

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