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时间:2020-12-12
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1、备战高考化学专题题库∶化学反应与能量的推断题综合题含答案解析一、化学反应与能量练习题(含详细答案解析)1.NiCl2是化工合成中最重要的镍源,在实验室中模拟工业上以金属镍废料(含Fe、Al等杂质)为原料生产NiCl2的工艺流程如下:下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH氢氧化物Fe(OH)32Al(OH)3Ni(OH)2Fe(OH)开始沉淀的pH2.16.53.77.1沉淀完全的pH3.39.74.79.2(1)为了提高镍元素的浸出率,在“酸浸”时可采取的措施有__________(写一条即可)。(2)加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为__________。(3)调
2、“pH”时,控制溶液pH的范围为__________。(4)沉“镍”过程中,若滤液A中c(Ni2+)=1.0mol/L,欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[即溶液中c(Ni2+-5],则需用托盘天平称取Na)≤1.0×102CO3固体的质量至少为_____g。(已知Ksp(NiCO3)=6.5-6,忽略溶液体积的变化)×10(5)流程中由溶液得到NiCl2·6H2O的实验操作步骤依次为______、过滤、洗涤、干燥。【答案】将镍废料磨成粉末(或搅拌,或适当升高温度,或提高酸的浓度)222++3+24.7,7.1)17.5蒸发浓缩、冷却结晶HO+2Fe+2H=2Fe+2HO
3、4.7≤pH<7.或1[【解析】【分析】根据流程:金属镍废料(含Fe、Al等杂质),加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有H+、Ni2+、Fe2+、Al3+,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,反应为:222++3+223pH范围4.7≤pH<7,.13+、HO+2Fe+2H=2Fe+2HO,加入NaCO溶液调节溶液的使Fe3+全部沉淀,滤渣为Fe(OH)332+,加入Na232+,Al、Al(OH),滤液主要含有NiCO溶液沉淀Ni将得到的NiCO3沉淀用盐酸溶解得到二氧化碳和NiCl2溶液,将NiCl2溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiCl2?6H2O,据此分析作答。
4、【详解】(1)为了提高镍元素的浸出率,在“酸浸”时可采取的措施有将镍废料磨成粉末、搅拌、适当升高温度方法、提高溶液中酸的浓度,都可以提高镍元素的浸出率;(2)H2O2具有氧化性,加入H2O2氧化Fe2+为Fe3+,离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;(3)调“pH”的目的是沉淀Fe3+、Al3+,但不沉淀Ni2+,根据表格数据可知,应该控制溶液pH的范围为4.7≤pH<7.1或[4.7,7.1);(4)滤液A中c(Ni2+)=1.0mol/L,欲使100mL该滤液中含有n(Ni2+)=0.1mol,则生成NiCO3需要CO32-为0.1mol,Ni
5、2+刚好沉淀完全时,溶液中c(CO32-)=6.5101.01065=0.65mol/L,此时溶液中2-为0.065mol,故至少需要NaCO32CO3固体0.1mol+0.065mol=0.165mol,其质量m(Na2CO3)=0.165mol×106g/mol=17.49g≈;17.5g(5)将NiCl2溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiCl2?6H2O。2.工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO等杂质)制取金属锌的工艺流程如下。回答下列问题:(1)ZnFe2O4是一种性能优良的软磁材料,也是一种催化剂,能催化烯类有机物氧
6、化脱氢等反应。①ZnFe2O4中Fe的化合价是________。②工业上利用反应ZnFe2(C2O4)3·6H2OZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O制备ZnFe2O4。该反应中每生成1molZnFe2O4转移电子的物质的量是________。(2)酸浸时要将锌焙砂粉碎,其目的是提高酸浸效率。为达到这一目的,还可采用的措施是________________________(任答一条);已知ZnFe2O4能溶于酸,则酸浸后溶液中存在的金属离子有____________________________________________。(3)净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方
7、程式为_________;试剂X的作用是_______。【答案】+34mol增大硫酸的浓度(或升高温度、搅拌等其他合理答案)Zn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O调节溶液的pH,促进Fe3+水解【解析】【分析】将锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO等氧化物杂质)酸浸,发生反应ZnFe2O4+8H+=Zn2++2Fe3++4H2O、ZnO+2H+=Zn2++H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O、CuO+2H+=Cu
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