“翠矾”(NiSO4·7H2O)在印染工业作媒染剂,生产酞菁艳蓝络合剂;氟镍化钾(K2NiF4)是结构化学研究的热点物质。以镍废渣(主要成分为Ni,含少量Fe、Al、Fe3O4、Al2O3和不溶性杂质等)为原料合成“翠矾”和氟镍化钾的流程如下:
几种金属离子的氢氧化物沉淀pH如表:
请回答下列问题:
(1)“碱浸”过程中,为提高浸出率,可采取的措施是___________ (写一种即可)。
(2)“转化”过程中加入H2O2的目的是___________ (用离子方程式表示),经实验测定该过程温度高于40℃,转化率急速降低的原因可能是______________________ 。
(3)调节pH=a,其中a的取值范围是___________ 。
(4)写出“灼烧”NiCO3和NH4F的混合物时的化学反应方程式:___________ ,为避免污染环境,选择下列装置吸收尾气,最宜选择___________ (填选项)。
A. B.
C. D.
几种金属离子的氢氧化物沉淀pH如表:
金属离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Al3+ | 3.8 | 5.2 |
Fe2+ | 7.6 | 9.7 |
Ni2+ | 7.1 | 9.2 |
(1)“碱浸”过程中,为提高浸出率,可采取的措施是
(2)“转化”过程中加入H2O2的目的是
(3)调节pH=a,其中a的取值范围是
(4)写出“灼烧”NiCO3和NH4F的混合物时的化学反应方程式:
A. B.
C. D.
更新时间:2021-11-05 18:00:50
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解答题-原理综合题
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【推荐1】CO2资源化利用对缓解碳减排压力具有重要意义,使用镍氢催化剂可使CO2转化为CH4。反应体系中主要反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)将反应后气体通入___________ (填试剂),可证明反应Ⅱ发生。
(2)计算___________ (用和表示)。
(3)相同投料比时,体系内的平衡转化率与温度T和压强p的关系如图,温度从高到低的顺序为___________ 。
(4)镍氢催化剂活性会因为甲烷分解产生积碳而降低,同时二氧化碳可与碳发生消碳反应:
积碳反应:
消碳反应:
其他条件相同时,催化剂表面积碳量与温度的关系如图所示,℃之后,温度升高积碳量减小的主要原因是___________ 。
(5)向恒容、密闭容器中通入和,测得有关物质的物质的量随温度变化如下图。
①催化剂在较低温度时主要选择___________ (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
②时的转化率为___________ ,反应Ⅰ的平衡常数___________ 。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)将反应后气体通入
(2)计算
(3)相同投料比时,体系内的平衡转化率与温度T和压强p的关系如图,温度从高到低的顺序为
(4)镍氢催化剂活性会因为甲烷分解产生积碳而降低,同时二氧化碳可与碳发生消碳反应:
积碳反应:
消碳反应:
其他条件相同时,催化剂表面积碳量与温度的关系如图所示,℃之后,温度升高积碳量减小的主要原因是
(5)向恒容、密闭容器中通入和,测得有关物质的物质的量随温度变化如下图。
①催化剂在较低温度时主要选择
②时的转化率为
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【推荐2】某化工厂产生的废渣中含有PbSO4和Ag,为了回收这两种物质,某同学设计了如图过程:
(1)写出NaClO的电子式____ 。
(2)“氧化”阶段需在80℃条件下进行,写出将废渣“氧化”的化学方程式____ 。
(3)已知:①“浸出”过程发生可逆反应:AgCl(s)+2SO(aq)Ag(SO3)(aq)+Cl-(aq)。
②浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液pH的关系如图。
①由图可知,pH=10时,浸出液中含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而____ (填“增大”、“减小”或“基本不变”),产生该变化的原因是_____ 。
②依题意分析,下列说法合理的是____ 。
A.“浸出”过程中的反应平衡常数表达式为K=
B.若“浸出”过程在敞口容器中进行,浸出时间过长会导致银的浸出率降低
C.pH=5时,随着含硫化合物总浓度的增大,浸出液中含银化合物总浓度基本不变
(4)“还原”阶段氧化产物与还原产物的物质的量之比为_____ 。
(1)写出NaClO的电子式
(2)“氧化”阶段需在80℃条件下进行,写出将废渣“氧化”的化学方程式
(3)已知:①“浸出”过程发生可逆反应:AgCl(s)+2SO(aq)Ag(SO3)(aq)+Cl-(aq)。
②浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液pH的关系如图。
①由图可知,pH=10时,浸出液中含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的增大而
②依题意分析,下列说法合理的是
A.“浸出”过程中的反应平衡常数表达式为K=
B.若“浸出”过程在敞口容器中进行,浸出时间过长会导致银的浸出率降低
C.pH=5时,随着含硫化合物总浓度的增大,浸出液中含银化合物总浓度基本不变
(4)“还原”阶段氧化产物与还原产物的物质的量之比为
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【推荐3】研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=_______ kJ·mol-1。
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是_______ 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K=_________ 。(保留2位小数)
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
该反应ΔH_____ 0(填“>”或“ <”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是___________________________________ 。
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K=
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。
该反应ΔH
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【推荐1】在反应原理部分,我们经常以H2和I2的反应为例来研究化学反应速率和平衡。
(1)在2L的容器中充入H2、I2各1mol,对于反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),在323K和343K时H2的转化率随时间变化的结果如图所示。
①323K时反应的平衡转化率=__________ %。平衡常数K=____________ (保留2位小数)。
②在343K时,要提高I2转化率,可采取的措施是____ ( 答出两条);要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有___ ( 答出两条)。
③比较a、b处反应速率大小:v(a)____ v(b)(填 “大于”“小于”或“等于”)。反应速率v正=k正x(H2)x(I2),v逆=k逆x2(HI),k正、 k逆分别为正、逆反应速率常数[k逆(323)=5,k逆(343)=7],x为物质的量分数,计算b处v正=________ mol/(L ∙ min)(保留1位小数)。
(2)对于反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)提出如下反应历程
第一步:I2I+I(快速平衡)
第二步:H2+2I→2HI (慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。 下列表述正确的是______ ( 填字母序号)。
a.v(第一步的逆反应)<v(第二步的逆反应)
b.反应的中间产物只有I
c.第二步反应活化能较低
d.第二步中H2与I的碰撞仅部分有效
(3)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的能量变化如图所示,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为_______ kJ。
(1)在2L的容器中充入H2、I2各1mol,对于反应:H2(g)+I2(g)2HI(g),在323K和343K时H2的转化率随时间变化的结果如图所示。
①323K时反应的平衡转化率=
②在343K时,要提高I2转化率,可采取的措施是
③比较a、b处反应速率大小:v(a)
(2)对于反应:H2(g)+I2(g)2HI(g)提出如下反应历程
第一步:I2I+I(快速平衡)
第二步:H2+2I→2HI (慢反应)
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。 下列表述正确的是
a.v(第一步的逆反应)<v(第二步的逆反应)
b.反应的中间产物只有I
c.第二步反应活化能较低
d.第二步中H2与I的碰撞仅部分有效
(3)已知反应2HI(g)H2(g)+I2(g)的能量变化如图所示,则1molHI(g)分子中化学键断裂时需吸收的能量为
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【推荐2】卤代烯烃是合成塑料的重要原料,研究合成卤代烯烃具有重要意义。T℃时,在10L的密闭容器中充入1mol2—丁炔(CH3—C≡C—CH3,可用X表示)和1molHCl,以Al2O3为催化剂发生如下反应:
Ⅰ.ΔH=akJ/mol(a<0)
Ⅱ.ΔH=bkJ/mol(b<0)
已知B比A更稳定,且产物A、B在混合物中的物质的量随时间变化如图一所示。试回答下列问题。
(1)发生反应I、Ⅱ的同时,还有反应A转化为B,且焓变为△H'。则△H'_ 0(填“>”、“<”或“=”)。
(2)①从反应开始至20min时生成B的平均速率v(B)=___ ;
②反应至20min时CH3—C≡C—CH3的转化率=__ ;
③在T℃时,反应I的平衡常数为__ 。
(3)T℃时,E1和E2分别代表反应I,Ⅱ的正反应活化能。
①由图一得出:E1__ E2(填“>”、“<”或“;”);
②试从反应方向的角度分析,20min后A的物质的量减小的原因__ 。
(4)其它条件相同时,测出生成A、B的速率随温度变化如图二所示,则提高B在较低温度下产率的措施是__ 。
Ⅰ.ΔH=akJ/mol(a<0)
Ⅱ.ΔH=bkJ/mol(b<0)
已知B比A更稳定,且产物A、B在混合物中的物质的量随时间变化如图一所示。试回答下列问题。
(1)发生反应I、Ⅱ的同时,还有反应A转化为B,且焓变为△H'。则△H'
(2)①从反应开始至20min时生成B的平均速率v(B)=
②反应至20min时CH3—C≡C—CH3的转化率=
③在T℃时,反应I的平衡常数为
(3)T℃时,E1和E2分别代表反应I,Ⅱ的正反应活化能。
①由图一得出:E1
②试从反应方向的角度分析,20min后A的物质的量减小的原因
(4)其它条件相同时,测出生成A、B的速率随温度变化如图二所示,则提高B在较低温度下产率的措施是
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【推荐3】金属钼具有高强度、高熔点、耐腐蚀、耐研磨等优点,主要作为钢的添加剂。工业上常用钼精矿(主要成分是,含有钙、硅等元素)制备金属钼,其中用氧化焙烧法提取钼的工艺流程如图:
已知:①焙烧后得到、、的混合物。
②溶于氨水,钼酸钙()不溶于氨水。
回答下列问题:
(1)“焙烧”产物中Mo元素的化合价为___________ 。尾气的主要成分为___________ 。
(2)“氨浸”过程中相关反应的离子方程式为___________ 。
(3)“氨浸”操作中,温度不宜过高,原因在于___________ 。其他条件一定时,钼的浸出率与氨浸温度、时间的关系如下图所示。“氨浸”条件宜采用___________ 。
(4)“沉淀转溶”过程所得滤渣②的成分为___________ 。
(5)“沉钼”过程中发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)电氧化法是一种极具发展前景的钼精矿冶金工艺,其工作原理如下图。电解过程中阳极上发生的电极反应式为___________ 。
已知:①焙烧后得到、、的混合物。
②溶于氨水,钼酸钙()不溶于氨水。
回答下列问题:
(1)“焙烧”产物中Mo元素的化合价为
(2)“氨浸”过程中相关反应的离子方程式为
(3)“氨浸”操作中,温度不宜过高,原因在于
(4)“沉淀转溶”过程所得滤渣②的成分为
(5)“沉钼”过程中发生反应的离子方程式为
(6)电氧化法是一种极具发展前景的钼精矿冶金工艺,其工作原理如下图。电解过程中阳极上发生的电极反应式为
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【推荐1】硼泥主要由MgO和SiO2组成,含有少量Fe2O3、FeO、Al2O3等杂质。用硼泥生产氢氧化镁的工艺流程如下图所示:
已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
(1)MgO的电子式为__________ 。
(2)滤渣2的主要成分是__________ 。向滤渣2中继续加入过量的NaOH溶液,发生反应的离子方程式为 ____________________________________ 。
(3)检验滤渣3是否洗涤干净的方法是______________________________________ 。
(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为______________________________ 。
(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为__________ (用含有a,b的代数式表示)。
已知某些氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
氢氧化物 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Mg(OH)2 | 9.3 | 10.8 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6 |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 |
Al(OH)3 | 3.7 | 4.7 |
(1)MgO的电子式为
(2)滤渣2的主要成分是
(3)检验滤渣3是否洗涤干净的方法是
(4)利用Mg(OH)2与含SO2的烟气反应生成MgSO4,可以使烟气脱硫,该反应的化学方程式为
(5)若取a吨硼泥为原料,最后得到b吨Mg(OH)2产品(假设生产过程中镁元素无损失),则硼泥中MgO的质量分数为
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【推荐2】工业上以软锰矿(主要成分为MnO2,另含有少量FeCO3、Al2O3、SiO2)为原料制取金属锰的工艺流程如下:
已知:Ⅰ.Mn(OH)2开始沉淀pH为8.3,完全沉淀pH为9.8。
Ⅱ.MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100 ℃开始分解。
(1)“粉磨”软锰矿的目的是______ 。
(2)“浸取液”经检测无Fe2+,“浸取”加入FeSO4作用是______ (用离子方程式表示)。
(3)“浸渣”的主要成分是______ 。
(4)“沉锰”中,不能用Na2CO3代替 NH4HCO3,其原因是______ ,得到纯净MnCO3的操作方法是:过滤、______ 。
(5)“沉锰”中,298 K、c(Mn2+)为1.05 mol·L−1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______ 。
已知:Ⅰ.Mn(OH)2开始沉淀pH为8.3,完全沉淀pH为9.8。
Ⅱ.MnCO3难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100 ℃开始分解。
(1)“粉磨”软锰矿的目的是
(2)“浸取液”经检测无Fe2+,“浸取”加入FeSO4作用是
(3)“浸渣”的主要成分是
(4)“沉锰”中,不能用Na2CO3代替 NH4HCO3,其原因是
(5)“沉锰”中,298 K、c(Mn2+)为1.05 mol·L−1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是
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【推荐3】碘化亚铜(CuI)是一种白色固体,见光易分解变成棕黄色,不溶于水和乙醇,常用作有机反应催化剂、阳极射线管覆盖物、动物饲料添加剂等。某小组同学以冰铜(Cu2S 和FeS熔体)为原料制备无水CuI的流程如图。
(1)“调节pH”所用试剂为_______ ;若加入该试剂前溶液中阳离子浓度均为0.1mol/L,为使某阳离子完全沉淀为固体A,通过操作I与其它阳离子分离,理论上应调节溶液的pH在_______ 之间(常温下,Cu(OH)2、Fe(OH)3 的Ksp分别约为1×10-21和1×10 -38)。
(2)加入过量KI溶液时发生反应的离子方程式为_______ 。
(3)取CuI样品m g,加适量的FeCl3溶液恰好使其溶解,CuI 被完全氧化生成Cu2+和I2,待样品完全反应后,滴入几滴淀粉溶液,用c mol/L的Na2S2O3标准液滴定,达到终点时消耗标准液的体积平均值为VmL (已知:I2+ 2NaS2O3= Na2S4O6+ 2NaI )。
①达到滴定终点时的现象是_______
②样品中CuI的质量分数为_______ (用相关字母表示)。
(1)“调节pH”所用试剂为
(2)加入过量KI溶液时发生反应的离子方程式为
(3)取CuI样品m g,加适量的FeCl3溶液恰好使其溶解,CuI 被完全氧化生成Cu2+和I2,待样品完全反应后,滴入几滴淀粉溶液,用c mol/L的Na2S2O3标准液滴定,达到终点时消耗标准液的体积平均值为VmL (已知:I2+ 2NaS2O3= Na2S4O6+ 2NaI )。
①达到滴定终点时的现象是
②样品中CuI的质量分数为
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【推荐1】钴酸锂(LiCoO2)电池是一种应用广泛的新型电源,电池中含有少量的铝、铁、碳等单质。实验室尝试对废旧钴酸锂电池回收再利用。实验过程如下:
已知:还原性:Cl−>Co2+;
回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是___________ 。
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子方程式为________ 。
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有FeCl3、CoCl2。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式_______ 。
(4)滤渣的主要成分为______ (填化学式)。
(5)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10−4,将浓度为0.02mol·L−1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L−1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为________ mol·L−1。
(6)从FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固体的操作关键是________ 。
已知:还原性:Cl−>Co2+;
回答下列问题:
(1)废旧电池初步处理为粉末状的目的是
(2)从含铝废液得到Al(OH)3的离子方程式为
(3)滤液A中的溶质除HCl、LiCl外还有FeCl3、CoCl2。写出LiCoO2和盐酸反应的化学方程式
(4)滤渣的主要成分为
(5)已知Li2CO3的溶度积常数Ksp=8.64×10−4,将浓度为0.02mol·L−1的Li2SO4和浓度为0.02 mol·L−1的Na2CO3溶液等体积混合,则溶液中的Li+浓度为
(6)从FeCl3溶液得到FeCl3·6H2O固体的操作关键是
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【推荐2】某科研人员以废镍催化剂(主要成分为,另含、、、)为原料回收镍,工艺流程如图:
已知:常温下,有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的如表:
回答下列问题:
(1)浸出渣主要成分为___________ (填化学式)。
(2)“氧化”的目的是将溶液中的氧化为,温度需控制在之间,该步骤温度不能太高的原因是___________ 。
(3)“调pH”时,为除去溶液中的铁元素,可向溶液中加入Ni(OH)2试剂来控制pH的范围为___________ 。
(4)“除钙”后,若溶液中浓度为,则=___________ 。[已知常温下]
(5)高能锂离子电池的总反应为2Li+FeS=Fe+Li2S。用该电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni的装置如图(图中X、Y为电极,LiPF6·SO(CH3)2为电解质)。
①中间隔室b可以得到的主要物质Z是___________ (填化学式)。
②阳极的电极反应式是___________ 。
已知:常温下,有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的如表:
1.5 | 6.5 | 7.7 |
3.7 | 9.7 | 9.2 |
回答下列问题:
(1)浸出渣主要成分为
(2)“氧化”的目的是将溶液中的氧化为,温度需控制在之间,该步骤温度不能太高的原因是
(3)“调pH”时,为除去溶液中的铁元素,可向溶液中加入Ni(OH)2试剂来控制pH的范围为
(4)“除钙”后,若溶液中浓度为,则=
(5)高能锂离子电池的总反应为2Li+FeS=Fe+Li2S。用该电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni的装置如图(图中X、Y为电极,LiPF6·SO(CH3)2为电解质)。
①中间隔室b可以得到的主要物质Z是
②阳极的电极反应式是
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【推荐3】钼是一种重要的过渡金属元素,钼酸钠晶体是一种重要的金属缓蚀剂。利用钼矿主要成分为原料冶炼金属钼和制备钼酸钠晶体的主要流程图如下:
已知:只能和HF反应,不能和其他酸反应。
注:式量 Mo:96 :206 :242
煅烧钼矿产生的气体为,写出钼矿煅烧的化学方程式________________ 。
用浓氨水溶解粗产品的离子方程式是____________ ,由图中信息可以判断是______________ 氧化物。填“酸性”、“碱性”或“两性”
操作I是_________ ,操作Ⅱ所得料液的主要成分是__________ 填化学式。
溶于水得到的水溶液在时密度为,则该溶液中______ 保留2位有效数字
流程中用 NaClO做氧化剂将矿石中的钼浸出,该过程的化学方程式是______ 。
利用钼矿钼的质量分数为按照上述流程制备,理论上,制得晶体吨则需要的钼矿的质量是_______________ 。
已知:只能和HF反应,不能和其他酸反应。
注:式量 Mo:96 :206 :242
煅烧钼矿产生的气体为,写出钼矿煅烧的化学方程式
用浓氨水溶解粗产品的离子方程式是
操作I是
溶于水得到的水溶液在时密度为,则该溶液中
流程中用 NaClO做氧化剂将矿石中的钼浸出,该过程的化学方程式是
利用钼矿钼的质量分数为按照上述流程制备,理论上,制得晶体吨则需要的钼矿的质量是
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