实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:


图Ⅰ 图Ⅱ
⑴根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因是 。
⑵工艺流程中“副产品”的化学式为 。
⑶已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
| 氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Ni(OH)2 |
| 开始沉淀的pH |
1.5 |
6.5 |
7.7 |
| 沉淀完全的pH |
3.7 |
9.7 |
9.2 |
操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。请对该实验方案进行评价: (若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。
⑷操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3 mol·L-1,则Ca2+的浓度为 mol·L-1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11)
⑸电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步:①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-;②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为 。
常温下,某水溶液中存在的离子有:Na+、B2-、HB-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2B。根据题意回答下列问题:
(1)写出酸H2B的电离方程式﹑。
(2)常温下,已知0.1 mol·L-1二元酸H2B溶液中c(OH-) / c(H+)=1×10-6。
①常温下,0.1 mol·L-1H2B溶液的pH=;
②写出该酸(H2B)与少量NaOH溶液反应的离子方程式:;
(3)常温下,将100 mL 0.1 mol·L-1的稀H2SO4溶液与100 mL 0.4 mol·L-1的NaOH溶液充分混合(溶液体积变化忽略不计),所得溶液的pH=。
(4)t℃时,有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下水的离子积常数Kw=。该温度下(t℃),0.1 mol·L-1HCl溶液的pH=;
⑴有下列物质:①铜 ②硫酸钡固体 ③氨水 ④氢氧化钠固体 ⑤熔融硝酸钾;⑥乙醇; ⑦稀硫酸; ⑧金刚石; ⑨二氧化硫 ; ⑩冰醋酸。
其中能导电的有;属于非电解质的有;属于强电解质的有;(填序号)
(2)常温下,将pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合后溶液呈性,溶液中c(NH4+)与c(Cl-)的大小关系是:c(NH4+)c(Cl-);
(3)常温下,0.010mol·L-1盐酸和0.010mol·L-1氨水的pH之和14,常温下,pH=2的盐酸和pH=12的氨水,分别加水稀释10倍后,两溶液的pH之和14(填>,<或=)
(4)用物质的量浓度为0.04 mol·L-1的盐酸恰好中和OH-浓度为1.0×10-3 mol·L-1的氨水溶液20mL,消耗盐酸12.5mL,则此氨水物质的量浓度为mol·L-1;电离度为。
某研究性学习小组在实验室中配制0.20mol·L-1的盐酸标准溶液,然后用其滴定某未知浓度的氢氧化钠溶液。
(1)配制待测液:将1.7 g含有少量杂质(不与盐酸反应)的固体烧碱样品配制成200 mL溶液,所需的主要玻璃仪器除烧杯,200 mL容量瓶,量筒,还有﹑。
(2)滴定:
①盛装0.20mol·L-1盐酸标准液应该用式滴定管,
②滴定时,先向锥型瓶中加酚酞作为指示剂;再逐滴滴定,观察到时为滴定终点。
③有关数据记录如下:
| 滴定序号 |
待测液体体积(mL) |
所耗盐酸标准液的体积(mL) |
|
| 起始读数 滴定前 |
终点读数 |
||
| 1 |
20.00 |
0.50 |
20.40 |
| 2 |
20.00 |
6.00 |
26.10 |
| 3 |
20.00 |
4.00 |
24.00 |
数据处理:NaOH溶液的浓度为mol·L-1,烧碱样品的纯度为。(保留三位有效数字)
(3)试分析以下各项操作对实验结果的可能影响,用“偏高”﹑“偏低”或“无影响”等填空:
①若用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定的结果;
②若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,则会使测定结果;
③若刚见到指示剂局部的颜色有变化就停止滴定,则会使测定结果;
④读数时,若滴定前俯视读数,滴定后仰视读数,则会使测定结果;
(12分)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一。在制取合成氨原料气的过程中,常混有一些杂质,如CO会使催化剂中毒。除去CO的化学反应方程式(HAc表示醋酸):Cu(NH3)2Ac+CO+NH3===Cu(NH3)3(CO)Ac。
请回答下列问题:
(1) C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为________。
(2) 写出基态Cu+的核外电子排布式________。
(3) 配合物Cu(NH3)3(CO)Ac中心原子的配位数为________。
(4) 写出与CO互为等电子体的离子:________。(任写一个)
(5) 在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO(NH2)2],尿素中C原子和N原子轨道的杂化类型分别为________;1 mol尿素分子中,σ键的数目为________。
(12分)一项科学研究成果表明,铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得CuMn2O4。
①写出基态Mn原子的价电子排布式为。
②CO32- 的空间构型是(用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO 被氧化为CO2,HCHO 被氧化为CO2和H2O。
①根据等电子体原理,CO 分子的结构式为。
②CO2分子中C 原子轨道的杂化类型为。
③1 mol甲醛(HCHO)分子中含有的σ键数目为。
(3) 向CuSO4溶液中加入过量NH3﹒H2O溶液可生成[Cu (NH3)4 ]2+。不考虑空间构型,
[Cu (NH3)4 ]2+的结构可用示意图表示为。