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从镍矿石尾矿中提取NiSO4是解决我国镍资源匮乏的一条重要途径,已知该过程如下:...

从镍矿石尾矿中提取NiSO4是解决我国镍资源匮乏的一条重要途径,已知该过程如下:

1:各物质的Ksp数据如下表:

物质

MnS

NiS

PbS

CuS

Ni(OH)2

Ksp

2.5×10-13

1.1×10-21

8.0×10-28

6.3×10-36

2.0×10-15

 

2:滤液A中各金属离子的含量如下表:

成分

Ni2+

Fe3+

Fe2+

Mn2+

Cu2+

Pb2+

……

含量/g·L-1

3.80

4.80

x

0. 20

0.15

<0.001

……

 

根据以上信息,回答下列问题:

(1)步骤I酸浸之前需将矿石粉碎,目的是_______________

(2)若杂质离子的浓度c≤1.0×10-5mol/L即可认定沉淀完全,则步骤Ⅱ中当Pb2+恰好沉淀完全时,溶液中硫离子的浓度c(S2-)=_____________mol·L-1;此时Ni2+是否已开始沉淀____(”)

(3)常温下进行步骤Ⅲ的目的是为了除去铁和锰元素,已知除铁元素的离子反应如下:2Fe2++ ClO - +5H2O=2Fe( OH)3↓+Cl- +4H+,此时Mn2+的氧化产物为MnO2,写出除锰元素的离子方程式_____________

(4)所得Ni(OH)2是制造镍镉电池的重要原料,镍镉电池工作原理如下:Cd+2NiO(OH) +2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,则随着放电的进行,正极区pH______(增大减小不变”);充电时阴极电极反应式为______________________

 

增大接触面积,提高浸取率 8.0×l0-23 否 Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+ 增大 Cd(OH)2 +2e-=Cd+2OH- 【解析】 (1)矿石粉碎的目的是增大接触面积,提高浸出率; (2)根据溶度积进行计算和判断; (3)Mn2+的氧化产物是MnO2,说明Mn2+作还原剂,ClO-作氧化剂,本身被还原成Cl-,然后利用化合价升降法进行配平; (4)根据电解原理进行分析; (1)步骤I酸浸之前,需要将矿石粉碎,可以增大接触面积,提高浸取率; 答案为增大接触面积,提高浸取率; (2)若杂质离子的浓度c≤1.0×10-5mol/L即可认定沉淀完全,步骤II中Pb2+恰好沉淀完全,此时溶液中c(S2-)==8.0×10-23mol·L-1;加入滤液的体积为1L,此时溶液中c(Ni2+)=≈0.06mol·L-1,即有Qc=0.06×8.0×10-23=4.8×10-24<1.1×10-21,说明Ni2+还没有沉淀; 答案为8.0×10-23mol·L-1;否; (3)Mn2+的氧化产物是MnO2,即Mn2+作还原剂,ClO-作氧化剂,其还原产物应是Cl-,则有Mn2++ClO-→MnO2↓+Cl-,利用化合价升降法进行配平,得出Mn2++ClO-→MnO2↓+Cl-,然后利用原子守恒以及所带电荷数守恒,得到:Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+; 答案为Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+; (4)放电是电池工作,其正极反应式为:NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,正极区的c(OH-)增大,即pH增大;充电属于电解池,阴极上得到电子,即阴极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-; 答案为增大;Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-。
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考点分析:
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MoS2(s)(辉钼矿的主要成分可用于制取钼的化合物、润滑添加剂、氢化反应和异构化反应的催化剂等,回答下列问题:

(1)已知:MoS2(s)=Mo(s)+S2(g)  H1

S2(g)+2O2(g)=2SO2(g)  H2

2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g)  H3;;

反应2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)H=______用含H1H2H3的代数式表示

(2)利用电解法可浸取辉钼矿得到Na2MoO4Na2SO4溶液装置如图所示。

①阴极的电极反应式为__________

MoO42-在电极______(AB)附近生成。

③实际生产中,惰性电极A一般不选用石墨,而采用DSA惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+IrO2),理由是_______________

(3)用辉钼矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)  H。该反应的H______0(”)p1p2p3按从小到大的顺序为______________

(4)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,若充入氦气,平衡 ________(向正反应方向”“向逆反应方向不移动”)

(5)2L的恒温恒容密闭容器中加入0.1mol MoS20.2mol Na2CO30.4mol H2,在1100K时发生反应,达到平衡时恰好处于图中A点,则此温度下该反应的平衡常数为______

 

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25℃时,物质的量浓度均为0.1mol•L1的几种盐溶液的pH如表:

序号

溶液

NH4Cl

CH3COONH4

NaHCO3

NaX

Na2CO3

pH

5

7

8.4

9.7

11.6

 

(1)用离子方程式解释溶液⑤能去除油污的原因_____

(2)写出溶液④中通少量CO2的离子方程式:_____

(3)25℃时,溶液①中,由水电离产生的c(H+)=_____mol•L1

(4)0.100mol•L-1NH4HCO3溶液中物质的量浓度最大的离子是__________(填化学式);②CH3COOHNaOH反应后的溶液中存在:c(Na+)c(CH3COO-),该溶液呈_________(”“”),该溶液的溶质是______(填化学式)

(5)下列说法正确的是_____

a.c(NH4+):①>②

b.物质的量浓度和体积均相等的NaClNaX两种溶液中,离子总数相等

c.等体积的③和⑤形成的混合溶液中:c(HCO3)+c(CO32)=0.1mol•L1

d.pH相同的CH3COOHHX溶液加水稀释相同倍数,HX溶液的pH变化小

(6)某同学欲用0.1mol•L1 CaCl2溶液来鉴别溶液③和⑤,当他将CaCl2溶液滴入装有溶液③的试管中时,出现了意想不到的现象:试管中出现了白色沉淀,并伴有气体生成。试解释产生上述现象的原因:_____

 

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乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。

(1)小刚在做研究温度对化学反应速率的影响实验时,他往AB两支试管中均加入4 mL 0.01 mol·L1的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L1H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA________tB(”“”)

(2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,小刚利用如下反应原理:2KMnO45H2C2O46H2SO4=10CO22MnSO48H2O来测定样品中乙二酸含量,具体操作为:

①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。配制溶液除胶头滴管外,还需要的玻璃仪器有_________________

②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中加少量酸酸化,将0.1000 mol·L1KMnO4标准溶液装入______(酸式碱式”)滴定管,进行滴定操作。滴定达到终点的判断方法是___________

③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表,计算此样品的纯度为____________

序号

滴定前读数

滴定后读数

1

0.00

20.01

2

1.00

20.99

3

0.00

21.10

 

误差下列操作会导致测定结果偏高的是______

a.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管

b.滴定前锥形瓶内有少量水

c.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失

d.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视

 

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下列装置为锂钒氧化物二次电池,其成本较低,且对环境无污染:V2O5+xLiLixV2O5;在图中用该电池电解含镍酸性废水可得到单质镍。下列说法正确的是

A.该电池充电时,B电极的电极反应式为:LixV2O5-xe-=V2O5+xLi+

B.锂钒氧化物二次电池可以用LiCl水溶液作为电解液

C.电解过程中,bNaCl溶液的物质的量浓度会增大

D.当锂钒氧化物二次电池中有7gLi参与放电时,转移电子数为0.5NA

 

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电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。在一定温度下,用 0.1 mol·L-1KOH溶液分别滴定体积均为 20 mL、浓度均为 0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列有关判断正确的是

A.①表示的是 KOH溶液滴定盐酸溶液

B.A点的溶液中有c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.1mol/L

C.C 点水电离的 c(OH-)小于 A 点水电离的 c(OH-)

D.B点的溶液中有:c(CH3COO-)c(K+)c(H+)c(OH-)

 

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