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目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种...

目前全世界的镍(Ni)消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍常用于各种高光泽装饰漆和塑料生产,也常用作催化剂。

Ⅰ.(镍粉制备):

工业用电解镍新液(主要含NiSO4NiCl2等)制备碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNiOH2·zH2O],并利用其制备镍粉的流程如下:

1)制备镍粉的流程图中,气体X是空气中含量最多的气体,该气体是________。反应器中的一个重要反应为3NiSO4+ 3Na2CO3+2Y = NiCO3·2NiOH2↓+3Na2SO4+ 2CO2Y的化学式为_____

2)物料在反应器中反应时需要控制反应条件。

分析上图,反应器中最适合的温度及pH分别为__________℃、8.3

3)生产中,pH逐渐增加,生成NiOH2含量也相对增加,则生成的碱式碳酸镍晶体中,镍的含量将_______________(填升高降低不变)。

4)操作2包括过滤、水洗、95%酒精浸泡、晾干等操作。其中在晾干之前使用95%酒精浸泡的目的是________

Ⅱ.(测定碱式碳酸镍晶体的组成):

为测定碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNiOH2·zH2O]组成,某小组设计了如下实验方案及装置:

(资料卡片)

①碱式碳酸镍晶体受热会完全分解生成NiO固体、CO2H2O(水蒸气)。

②碱石灰是NaOHCaO的混合物,可以吸收CO2H2O

(实验步骤)

①检查装置气密性;②准确称取7.54g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNiOH2·zH2O]放在B装置中,连接仪器;③打开弹簧夹a,鼓入一段时间空气,分别称量装置CDE的质量;④关闭弹簧夹a,加热装置B至装置C中导管末端无气泡冒出;⑤打开弹簧夹a,缓缓鼓入一段时间空气;⑥分别准确称量装置CDE的质量;⑦根据数据进行计算(相关数据如下表)。

 

装置C/g

装置D/g

装置E/g

加热前

25000

19000

19000

加热后

25216

19088

19000

 

(实验分析及数据处理)
 

5)装置A的作用是_________ 。实验过程中步骤⑤鼓入空气的目的是______

6)根据7.54g碱式碳酸镍晶体[xNiCO3·yNiOH2·zH2O]完全分解所得的数据,通过计算碱式碳酸镍晶体中含有镍元素的质量为______g。(写出计算过程)

(实验反思)

7)另一小组同学加热时在酒精灯上加了铁丝网罩,实验结束后,称得装置B中残留固体质量明显偏大。经查阅资料发现:在温度控制不当导致温度过高时,NiO会部分被氧化成Ni2O3 该组同学称得的残留固体混合物的质量可能是____________

A 4.5g           B 4.6g           C 4.98g          D 5.2g

 

N2 (或氮气) H2O 55 升高 酒精具有挥发性,便于镍粉快速晾干 吸收空气中的二氧化碳和水蒸气 将装置中的残留气体全部排入后续装置中被完全吸收 3.54 B 【解析】 (1)制备镍粉的流程图中,气体X是空气中含量最多的气体,该气体是氮气;由质量守恒定律可知,中,反应前后镍原子都是3个,硫原子都是3个,钠原子都是6个,碳原子都是3个,反应后氢原子是4个,反应前应该是4个,包含在2Y中,反应后氧原子是23个,反应前应该是23个,其中2个包含在2Y中,Y的化学式为H2O。 (2)分析图2,反应器中最适合的温度及pH分别为55℃、8.3,是因为该条件下杂质含量最低。 (3)生产中,pH逐渐增加,生成含量也相对增加,则生成的碱式碳酸镍晶体中,镍的含量将升高。 (4)其中在晾干之前使用95%酒精浸泡的目的是酒精具有挥发性,便于镍粉快速晾干。 (5)装置A的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气。 实验过程中步骤⑤鼓入空气的目的是将装置中的残留气体全部排入后续装置中被完全吸收。 故填:吸收空气中的二氧化碳和水蒸气;将装置中的残留气体全部排入后续装置中被完全吸收。 (6)根据质量守恒定律,NiO的质量为:7.54g-(252.16g-250.00g)-(190.88g-190.00g)=4.5g, 碱式碳酸镍晶体中含有镍元素的质量为:。 (7)氧化镍全部被氧化成三氧化二镍时,三氧化二镍质量为:,由于在温度控制不当导致温度过高时,NiO会部分被氧化成Ni2O3,该组同学称得的残留固体混合物的质量应该是大于4.5g,小于4.98g,可能是4.6g。 故填:B。
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考点分析:
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工业上用菱锰矿[主要成分为MnCO3,含FeCO3Cu2OH2CO3SiO2等杂质]为原料来制取二氧化锰,其生产流程示意图如下:


 

已知:Cu2OH2CO3能与稀盐酸反应生成氯化铜。

回答下列问题:

1)写出反应①中发生的化学方程式是_________(任写一个)。

2)加入生石灰将溶液pH调至4,此时溶液呈_________(填酸性碱性)。

3)滤渣1主要成分是二氧化硅,需要洗涤,检验二氧化硅固体已洗涤干净的试剂是_______

4)在反应②中加入双氧水可将溶液1中的FeCl2转化为FeOH3沉淀和稀盐酸,该反应的化学方程式为________

5)加入Na2SMnS等硫化物,均可将MnCl2中混有的CuCl2转化为CuS沉淀除去,但实际生产中选用MnS,其原因是_______

 

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实验室常用块状大理石和稀盐酸反应制取CO2气体。某大理石中因含少量硫化物,使制得的CO2中混有H2S气体。某化学兴趣小组的同学欲用下图装置制取一瓶纯净、干燥的CO2,请回答下列问题:


 

1)仪器①的名称是____________

2)写出实验室制取二氧化碳的化学方程式__________ 实验室制取的CO2中往往混有少量的HCl气体,其可能原因是__________;混有的HCl气体可用饱和NaHCO3溶液吸收。

3)小组同学查阅资料得知:H2S气体能与氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液反应。欲除去CO2中混有H2S气体,B装置中所盛试剂应选用硫酸铜溶液,写出不能选择另一种溶液的原因是_______ (用化学方程式表示),D装置中装的药品是_______(填药品名称)。

4)用多功能瓶收集CO2的装置应选用________(填“E”“F”),气体应从________(填“a”“b”“c”“d”)端导管口通入。

5)某学习小组利用如图1所示装置对氯酸钾制氧气进行探究学习。


 

资料:I. KClO3的熔点约为356℃,MnO2在加热条件下不分解;

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①由图2可知,KClO3分解温度__________(填高于等于低于)其熔点。

②图2A→B段氧气浓度逐渐降低的可能原因是__________

③分析图3可知,对KClO3分解催化效果更好的催化剂是__________

 

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金属及其化合物在生产生活中有广泛的应用。

1)用不锈钢、合成橡胶、氧化镁等材料制造的飞机轮胎属于___________材料。

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4MgOH2受热分解生成高熔点的MgOMgOH2可用作阻燃剂,其主要原理是___(填序号)。

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