以铁质红土镍矿为原料制备金属镍的流程如图1:已知:铁质红土镍矿的主要成分之一为针铁矿.镁质红土镍矿的主要成分之一为利蛇纹石Mg6[(OH)4Si2O5]2．(1)利蛇纹石用氧化物的形式可表示为3MgO•2SiO2•2H2O．(2)取一定量的镍矿.保持n(H2SO4)不变.以不同浓度的硫酸溶解.2h后镍的浸出率与液固比(溶液体积与固体质量之比)的关� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

2．以铁质红土镍矿为原料制备金属镍的流程如图1：

已知：铁质红土镍矿的主要成分之一为针铁矿（FeOOH），镁质红土镍矿的主要成分之一为利蛇纹石Mg₆[（OH）₄Si₂O₅]₂．
（1）利蛇纹石用氧化物的形式可表示为3MgO•2SiO₂•2H₂O．
（2）取一定量的镍矿，保持n（H₂SO₄）不变，以不同浓度的硫酸溶解，2h后镍的浸出率与液固比（溶液体积
与固体质量之比）的关系如图2所示．当液固比小于3.0时，浸出率变化的原因是c（填序号）．
a．硫酸浓度越大，越有利于加快镍元素的浸出速率
b．硫酸浓度越大，越有利于酸溶反应平衡正向移动
c．硫酸浓度越大，溶液粘稠度越大，不利于硫酸扩散及与镍矿反应
（3）已知pH=3.1时，Fe（OH）₃沉淀完全；pH=6.1时，Ni（OH）₂开始沉淀．在中和沉铁阶段，当调节pH为1.9时，Fe（OH）₃开始沉淀，此时体系中还存在Fe（OH）₃胶体，检测到c（Ni²⁺）明显降低，其原因可能是Fe（OH）₃胶体具有吸附性．
（4）为减少镍的损失，可在中和的同时加入Na₂SO₄溶液，生成黄钠铁矾沉淀，反应离子方程式为3Fe³⁺+Na⁺+2SO₄^2-+6H₂O?Na↓+6H⁺△H＞0．
①该反应的平衡常数表达式为$\frac{{c}^{6}（{H}^{+}）}{{c}^{3}（F{e}^{3+}）•c（N{a}^{+}）•{c}^{2}（S{{O}_{4}}^{2-}）}$．
②为提高沉铁效果，可以采取的措施有适当升高温度、适当提高溶液pH、适当增大Na₂SO₄溶液的浓度（答出一点即可）．
（5）含镁滤液通过水热法可制得阻燃型Mg（OH）₂．结合图3Mg（OH）₂热重分析图，该产品具有较好阻燃
性的原因是：①Mg（OH）₂不可燃且分解吸热；②生成的H₂O汽化吸热，且水蒸气隔绝空气；③生成的MgO不可燃且熔点高，覆盖在可燃物表面；④Mg（OH）₂分解温度适宜．

分析（1）硅酸盐改写为氧化物的形式先写碱性氧化物，再写酸性氧化物，最后写水；
（2）保持n（H₂SO₄）不变，则液体体积越小，硫酸浓度越大，结合图象作答；
（3）考虑Fe（OH）₃胶体的吸附性；
（4）①根据化学平衡常数概念可得；
②根据影响化学平衡的因素分析；
（5）Mg（OH）₂具有较好阻燃性的原因是：①Mg（OH）₂不可燃且分解吸热；②生成的H₂O汽化吸热，且水蒸气隔绝空气；③生成的MgO不可燃且熔点高，覆盖在可燃物表面；④据图可知，温度较高时，氢氧化镁分解彻底．

解答解：（1）利蛇纹石Mg₆[Si₄O₁₀]（OH）₈，用氧化物的形式可表示为3MgO•2SiO₂•2H₂O；
故答案为：3MgO•2SiO₂•2H₂O；
（2）保持n（H₂SO₄）不变，则液体体积越小，硫酸浓度越大，液固比小于3.0时，硫酸越浓，浸出率越小，硫酸浓度越大，溶液粘稠度越大，不利于硫酸扩散及与镍矿反应；
故答案为：c；
（3）Fe（OH）₃胶体具有吸附性，能吸附镍离子；
故答案为：Fe（OH）₃胶体具有吸附性；
（4）①反应3Fe³⁺+Na⁺+2SO₄^2-+6H₂O?Na↓+6H⁺△H＞0的平衡常数K=$\frac{{c}^{6}（{H}^{+}）}{{c}^{3}（F{e}^{3+}）•c（N{a}^{+}）•{c}^{2}（S{{O}_{4}}^{2-}）}$；
故答案为：$\frac{{c}^{6}（{H}^{+}）}{{c}^{3}（F{e}^{3+}）•c（N{a}^{+}）•{c}^{2}（S{{O}_{4}}^{2-}）}$；
②为提高沉铁效果，要求改平衡正向移动，该反应是个吸热反应，故可适当升高温度，从反应物可增加硫酸钠溶液的浓度，从产物可以适当提高溶液的pH减小氢离子浓度，有利于反应的正向进行；
故答案为：适当升高温度、适当提高溶液pH、适当增大Na₂SO₄溶液的浓度；
（5）Mg（OH）₂具有较好阻燃性的原因是：由图象知道，温度较高时，固体残留物较少，说明：①Mg（OH）₂不可燃且分解吸热；②生成的H₂O汽化吸热，且水蒸气隔绝空气；③生成的MgO不可燃且熔点高，覆盖在可燃物表面；④Mg（OH）₂分解温度适宜；
故答案为：Mg（OH）₂分解温度适宜．

点评本题考查了物质的制备，是高考常见题型，关键考查了对图象分析的考查，题目难度较大，要求学生对基础知识的灵活运用，对题目信息分析，并能给出合适的推论．

练习册系列答案

13．常温下，对于①0.1mol•L^-1CH₃COONa溶液，②pH=13的NaOH溶液，③pH=1的HC1溶液，
④0.1mol•L^-1CH₃COOH溶液，[已知K_a（CH₃COOH）=1.75×10^-5]下列说法正确的是（　　）

	A．	水电离出的c（OH^-）：①＞②＞④＞③
	B．	①和③混合后溶液呈中性：c（Na⁺）+c（H⁺）＞c（CH₃COO^-）+c（Cl^-）
	C．	①和④混合后溶液呈酸性：$\frac{c（N{a}^{+}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$=1
	D．	③和④分别稀释100倍后的pH④＜③

10．食品的主要成分大都是有机化合物．下列食品中的有机成分不属于高分子化合物的是（　　）

17．过氧化钠常作漂白剂、杀菌剂、消毒剂．过氧化钠保存不当容易吸收空气中CO₂而变质．
（1）某课外活动小组欲探究某过氧化钠样品是否已经变质，取少量样品，溶解，加入CaCl₂或BaCl₂溶液，充分振荡后有白色沉淀，证明Na₂O₂已经变质．
（2）该课外活动小组为了粗略测定过氧化钠的纯度，他们称取a g样品，并设计用如图装置来测定过氧化钠的质量分数．

①A中发生反应离子方程式为CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑．
②将仪器连接好以后，必须进行的第一步操作是检查装置的气密性．
③B装置出来的气体是否需要干燥否．（填“是”或“否”）
④写出装置C中发生的所有反应的化学方程式2CO₂+2Na₂O₂=2Na₂CO₃+O₂，2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑．
⑤D中NaOH溶液的作用吸收未反应的CO₂．
⑥实验结束时，读取实验中生成气体的体积时，不合理的是a．
a．直接读取气体体积，不需冷却到室温
b．上下移动量筒，使得E、F中液面高度相同
c．视线与凹液面的最低点相平读取量筒中水的体积
⑦读出量筒内水的体积后，折算成标准状况下氧气的体积为V mL，则样品中过氧化钠的质量分数为$\frac{39V}{56a}$%．
⑧实验完成后E到F之间导管内残留水的体积会使测量结果偏小．（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）

7．已知NH₄CuSO₃与足量的3mol/L硫酸混合微热，产生下列现象：①有红色金属生成；②产生刺激性气味的气体；③溶液呈现蓝色．据此判断下列说法错误的是（　　）

	A．	NH₄CuSO₃中只有Cu元素被氧化
	B．	反应中硫酸作氧化剂
	C．	刺激性气味的气体是二氧化硫
	D．	1 mol NH₄CuSO₃完全反应转移0.5 mol电子

14．

H₂S在高温下分解生成硫蒸气（S₂）和H₂，不同温度下，反应体系中各组分的体积分数如图所示．则1400℃时反应体系中混合气体的平均摩尔质量为（　　）

11．按要求完成下列填空：
（1）已知在标准状况下的四种气体 ①8.96L CH₄ ②3.01×10²²个HCl分子　③10.2克H₂S④0.5molNH₃用相应的序号填写下列空白：
体积最大的是④；含氢原子数最多的是①．
（2）等物质的量的氧气与臭氧质量之比为2：3，分子个数之比为1：1，电子个数之比为2：3．
（3）某金属氯化物MCl₃ 26.7g，含有0.600mol Cl^-．则金属M的摩尔质量为27g/mol．
（4）现有10克H₂¹⁸O中，中子数目为5N_A．
（5）0.4mol NH₃中所含氢原子数与10.8g水所含氢原子数相等．
（6）0.5molSO₂的质量是32g，在标准状况下的体积为11.2L；含有N_A个氧原子．
（7）将标况下22.4L的HCl 溶于水配成200mL的溶液，所溶液的物质的量浓度为5mol/L．

12．相同的温度和压强下，n₁：n₂=V₁：V₂．（即理解：相同体积的任何气体含有相同的分子数；反之，亦然）

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