草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O)可用于制镍催化剂。某小组用废镍催化剂(成分为Fe2O3、Ni、Fe、SiO2等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如图所示:
已知:①Ni能和稀H2SO4反应。
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
Ni2+ | 6.7 | 9.5 |
③H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+
(1)废镍催化剂“粉碎”的目的是______。
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图,“酸浸”的适宜温度与时间分别为______(填字母)。
A 30℃、30min B 90℃、150min C 70℃、120min D 90℃、120min
(3)“酸浸”中发生的反应方程式为______(写1个即可)。
(4)“浸出液”得到“溶液x”过程中,加入试剂先后顺序是______(填字母)
A.先加H2O2溶液,再加NaOH溶液 B.先加NaOH溶液,再加H2O2溶液加NaOH溶液调节pH______(填范围),充分反应后得到滤渣的操作是______,该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和______,其中玻璃棒的作用是______。
(5)将“沉镍”工序:①主要过程为:蒸发浓缩、______、过滤,所得固体用75%乙醇洗涤、110℃下烘干,得草酸镍晶体。
②用75%乙醇洗涤的目的是洗去杂质、______。
③烘干温度不超过110℃的原因是______。
碳酸钠广泛用于造纸、纺织、制革等工业,是一种重要的化工原料。我国侯德榜发明了将制碱与制氨结合起来的联合制碱法,为碳酸钠的工业化生产作出了巨大贡献。
(查阅资料)侯氏制碱法中主要反应:
Ⅰ.NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl
Ⅱ.2NaHCO3=Na2CO3+H2O+CO2↑
(实验探究)小明以粗盐配制饱和食盐水,并采用如图1所示装置模拟制备碳酸氢钠,进而制得碳酸钠。
实验操作如下:
①关闭K1,打开K2通入NH3,调节气流速率,待其稳定后,打开K1通入CO2;
②待三颈烧瓶内出现较多固体时,关闭K2停止通NH3,一段时间后,关闭K1停止通CO2;
③将三颈烧瓶内的反应混合物过滤、洗涤、低温干燥,并将所得固体置于敞口容器中加热,记录剩余固体质量。请回答下列问题:
加热时间/min | t0 | t1 | t2 | t3 | t4 | t5 |
剩余固体质量/g | 未记录 | 15.3 | 13.7 | 11.9 | 10.6 | 10.6 |
(1)粗盐中除了含有泥沙等不溶性杂质,还含有少量的MgCl2等。若要除去粗盐中的MgCl2,可加入过量的NaOH溶液,写出对应的化学方程式______,再过滤,然后向滤液中加入适量______,得到氯化钠溶液。
(2)饱和 NaHCO3溶液的作用是除去CO2中混有的HCl,反应的化学方程式为______。
(3)三颈烧瓶上连接的长颈漏斗的主要作用是______,有同学认为应该在长颈漏斗内放置一团蘸有酸液的棉花,理由是______;关闭K2停止通NH3后,还要继续通一段时间CO2,其目的是______。
(4)根据实验记录,计算t2时 NaHCO3固体的分解率(已分解的 NaHCO3质量与加热前原NaHCO3质量的比值),请写出计算过程_____。
(拓展延伸)小华设计如图2的实验装置测定某纯碱样品 (含少量杂质NaCl)中碳酸钠的质量分数:取一定量的样品与足量稀硫酸反应,通过排饱和碳酸氢钠溶液测定生成CO2的体积,计算样品中碳酸钠的质量分数。(已知常温常压下CO2的密度是1.977g/L)
(1)如果样品质量为5.3g,则实验中选用的量气管规格最合适的是______(填字母)。
A.500mL B.1000mL C.1500mL D.2000mL
(2)若实验中测得碳酸钠质量分数偏小,下列可能的原因是______。
a.装置漏气
b.读取数据时量气管的液面低于水准管的液面
c.反应结束后烧瓶中有CO2残留
d.读取数据时仰视读数
e.稀硫酸加入烧瓶占据体积
下列除去杂质的实验设计,可行的是( )
选项 | 物质 | 杂质 | 操作 |
A | CaO | CaCO3 | 加入过量的水,过滤 |
B | 盐酸 | 硫酸 | 加入过量的BaCl2溶液,过滤 |
C | NaNO3溶液 | NaCl溶液 | 加入过量的AgNO3溶液,过滤 |
D | CaCl2溶液 | 稀盐酸 | 加入过量的CaCO3粉末,过滤 |
A. A B. B C. C D. D