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镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO...

镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线:

已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位于第五周期第ⅣA族。

(1)焙烧前矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的______________

(2)“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为______________,“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有______________(填化学式)。

(3)为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的________倍;除去过量的SnCl2后,再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+,还原产物为Cr3+,滴定时反应的离子方程式为______________

(4)“浸出液”中c(Ca2+) = 1.0×10-3mol·L1,当除钙率达到99%时,溶液中c(F) = ________ mol·L1。[已知Ksp (CaF2)=4.0×10-11]

(5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比V0/VA对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示,V0/VA的最佳取值是________。

 

 

(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分; (2)Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+,SiO2、CaSO4; (3)0.5,Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O;(4)2.0×10-3;(5)0.25。 【解析】 试题分析:(1)混合研磨,增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;(2)放在95℃热水中浸泡,使Fe3+发生水解,即离子反应方程式为:Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+,SiO2不溶于水,Ca2+和SO42-生成微溶于水的CaSO4,因此浸渣中除Fe2O3、FeO(OH)外,还有SiO2和CaSO4;(3)根据得失电子数目守恒,n(Sn2+)×2=n(Fe3+)×1,解得n(Sn2+)/n(Fe3+)=0.5,K2Cr2O7→Cr3+,化合价降低3价,共降低6价,Fe2+→Fe3+,化合价升高1价,升高1价,最小公倍数为6,因此离子反应方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O;(4)除钙后溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3×1%mol·L-1=1.0×10-5mol·L-1,Ksp=c(Ca2+)×c2(F-),c(F-)=2.0×10-3mol·L-1;(5)要求Fe2+萃取率最低,Ni2+的萃取率最高,根据图像,最佳取值为0.25。 考点:考查影响反应速率的因素、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识。  
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考点分析:
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研究CONOx、SO2处理方法对环境保护有重要意义。

(1)科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)     H=-746.8kJ·mol-1

为了研究外界条件对该反应的影响,进行下表三组实验,测得不同时刻NO浓度(c)随时间变化的趋势如图1所示。1、2、3代表的实验编号依次是___________。

(已知在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。

实验

编号

温度

()

NO初始浓度

(mol·L-1)

CO初始浓度

(mol·L-1)

催化剂比表面积(m2·g1)

催化剂用量(g)

280

1.20×10-3

5.80×10-3

82

50

280

1.20×10-3

5.80×10-3

124

50

350

1.20×10-3

5.80×10-3

124

50

2表示NO的平衡转化率(α)随温度、压强变化的示意图。X表示的是__________,理由是________;Y表示的是________,且Y1________Y2(填“>”或“<”)。

(2)一定温度下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g),达到平衡时SO3的体积分数为25%。该反应的平衡常数K=___________。

3)利用原电池反应可实现NO2的无害化,总反应为6NO2+8NH37N2+12H2O,电解质溶液为碱性。工作一段时间后,该电池负极区附近溶液pH________(填“变大”、“变小”或“不变”),正极电极反应式为____________

 

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Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境下易分解生成S和SO2某小组设计了如下实验装置制备Na2S2O3(夹持及加热仪器略),总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO2 3Na2S2O3+CO2回答下列问题:

(1)装置A的作用是制备______________,反应的化学方程式为______________。

(2)完成下表实验过程:

操作步骤

装置C的实验现象

解释原因

检查装置气密性后,添加药品

pH计读数约为13

用离子方程式表示(以S2-为例):

打开K2,关闭K3,调节K1使硫酸缓慢匀速滴下

导管口有气泡冒出,

      

pH计读数逐渐

       

反应分步进行:

Na2CO3+SO2 Na2SO3+CO2

2Na2S+3SO2 2Na2SO3+3S↓

Na2SO3+S Na2S2O3(较慢)

当pH计读数接近7时,立即停止通SO2,操作是

         

 

必须立即停止通SO2的原因是:

         

3Na2S2O3有还原性,脱氯剂。向Na2S2O3溶液中通入少量Cl2,某同学预测S2O32-转变为SO42-,设计实验验证该预测:取少量反应后的溶液于试管中,______________。

 

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25℃时,用0.1000 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00ml 0.1000 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是(  

A.Ⅰ、Ⅱ分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线

B.pH=7时,滴定盐酸和醋酸消耗NaOH溶液的体积相等

C.V(NaOH) =10.00mL时,醋酸溶液中c(CH3COO)>c(Na+)c(H+)c(OH)

D.V(NaOH) =20.00mL时,两溶液中 c(CH3COO)>c(Cl)

 

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短周期元素WXYZ的原子序数依次增大。W的单质与H2在暗处能化合并发生爆炸,X是同周期中金属性最强的元素,Y原子的最外层电子数等于电子层数,WZ原子的最外层电子数相同。下列说法错误的是( )

A. 单质的沸点:ZW

B. 简单离子半径:XW

C. 元素X与氧可形成既含离子键也含非极性共价键的化合物

D. XYZ的最高价氧化物对应的水化物能相互反应

 

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下列装置完成相关实验,合理的是  

A.图验证H2CO3酸性强于H2SiO3

B.图收集CO2NH3

C.图分离Na2CO3溶液与CH3COOC2H5

D.图分离CH3CH2OH与CH3COOC2H5

 

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