镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究。

已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。

②某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:

M(OH)n

Ksp

pH

开始沉淀

沉淀完全

Al(OH)3

2.0×10-32

3.8

——

Fe(OH)3

4.0×10-38

1.9

3.2

Fe(OH)2

8.0×10-16

6.95

9.95

Ni(OH)2

6.5×10-18

5.9

8.9

回答下列问题:

(1)该电池的负极材料是___________________,正极反应式为_________________,

(2)若电池输出电压为3V,给2W灯泡供电,当电池消耗0.02gFe,理论上电池工作__________min(小数点后保留2位)。(已知F=96500C/mol)

(3)将电池电极材料用盐酸溶解后加入适量双氧水,其目的是_____________。过滤,在滤液中慢慢加入NiO固体,则开始析出沉淀时的离子方程式是_______________和___________________。若将两种杂质阳离子都沉淀析出,pH应控制在___________(离子浓度小于或等于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.5);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案_____________。

(4)将加入NiO过滤后的溶液加入Na2C2O4,得到NiC2O4·2H2O和滤液A,A的主要成分是_____________;电解滤液A,在阴极产生气体B______(填分子式);在阳极产生气体C______(填分子式)。将NiC2O4·2H2O加入到电解后的溶液,再通入电解时某电解产生的气体,即可得到回收产品Ni(OH)3,所通入气体为______(填“B”、“C”)极气体,判断依据是_________。

二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5 ℃,沸点-24.9 ℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:

Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚:

①2CH4(g)+O2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H1

Ⅱ.由合成气制备二甲醚:

②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H2=-90.7 kJ·mol-1

③2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ∆H3

回答下列问题:

(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-1、1453.0 kJ·mol-1;1mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C-O

H-O(水)

H-O(醇)

C-H

E/(kJ.mol-1)

436

343

465

453

413

则∆H1=__________kJ·mol-1、∆H3=__________kJ·mol-1

(2)反应①的化学平衡常数表达式为_____________。

制备原理Ⅰ中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按n(CH4):n(O2)=2:1混合,能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_______________。

下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________。

a.混合气体的密度不变

b.反应容器中二甲醚的百分含量不变

c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

d.混合气体的压强不变

(3)有人模拟制备原理Ⅱ,在500K时的2L的密闭容器中充入2molCO和6molH2,8min达到平衡,平衡使CO的转化率为80%,c(CH3OCH3)=0.3mol·L-1,用H2表示反应②的速率是___________;可逆反应③的平衡常数K3=_____________。若在500K时,测得容器中n(CH3OH)=n(CH3OCH3),此时反应③v(正)_________v(逆),说明原因___________。

高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。

(1)工业上的湿法制备方法是用KClO与Fe(OH)3在KOH存在下制得K2FeO4,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________________。

(2)实验室用食盐、废铁屑、硫酸、KOH等为原料,通过以下过程制备K2FeO4:

①操作(Ⅰ)的方法为_________________,隔绝空气减压干燥。

②检验产生X气体的方法是________________。

③最终在溶液中得到K2FeO4晶体利用的原理是____________________。

(3)测定某K2FeO4样品的质量分数,实验步骤如下:

步骤1:准确称量1.0g样品,配制100mL溶液,

步骤2:准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中

步骤3:在强碱性溶液中,用过量CrO2-与FeO42-反应生成Fe(OH)3和CrO42-

步骤4:加稀硫酸,使CrO42-转化为Cr2O72-,CrO2-转化为Cr3+,Fe(OH)3转化为Fe3+

步骤5:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.1000mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点(溶液显紫红色),记下消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积,做3次平行实验,平均消耗(NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积30.00 mL。

已知:滴定时发生的反应为:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。

①步骤2中准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是______________。

②写出步骤3中发生反应的离子方程式__________________________。

③步骤5中能否不加指示剂_________,原因是________________。

④根据上述实验数据,测定该样品中K2FeO4的质量分数为__________。

(4)配制0.1mol·L-1的K2FeO4,调节溶液pH,含铁离子在水溶液中的存在形态如图所示。下列说法正确的是__________ (填字母)。 

A.pH=2时,c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4-)=0.1mol·L-1

B.向pH=10的这种溶液中加硫酸铵,则HFeO4-的分布分数逐渐增大

C.向pH=1的溶液中加HI溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+H+=H3FeO4+

D.将K2FeO4晶体溶于水,水溶液呈弱碱性

 0  175819  175827  175833  175837  175843  175845  175849  175855  175857  175863  175869  175873  175875  175879  175885  175887  175893  175897  175899  175903  175905  175909  175911  175913  175914  175915  175917  175918  175919  175921  175923  175927  175929  175933  175935  175939  175945  175947  175953  175957  175959  175963  175969  175975  175977  175983  175987  175989  175995  175999  176005  176013  203614 

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