(12分)有机反应中常用镍作催化剂,某化工厂收集的镍催化剂中含Ni 64.0%,Al 24.3%、Fe 1.4%,其余为SiO2和有机物。这些含镍废催化剂经乙醇洗涤后可按下列工艺流程回收镍:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
沉淀物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Ni(OH)2 |
pH |
5.2 |
3.2 |
9.7 |
9.2 |
请回答下列问题:
(1)滤液A中存在的阴离子主要是______。
(2)硫酸浸取滤渣a后,所得滤液B中可能含有的金属离子是__________。
(3)滤液B中加入H2O2的目的是_______________。操作X的名称是 。
(4)含镍金属氢化物MH-Ni燃料电池是一种绿色环保电池,广泛应用于电动汽车。其中M代表储氢合金,MH代表金属氢化物,电解质溶液可以是KOH水溶液。它的充、放电反应为:xNi(OH)2+MMHx+xNiOOH
电池充电过程中阳极的电极反应式为 ,放电时负极的电极反应式为 。
Na2SO3是常用的抗氧剂。
(1)实验室通常用浓硫酸(1:1)和Na2SO3微热制备SO2气体,
反应方程式为:,制备的SO2气体中通常含有水蒸气,下列干燥剂能干燥SO2气体的是:;
A.浓硫酸 B.碱石灰 C.无水CaCl2
(2) 少量SO2气体通入NaOH溶液中可得NaOH和Na2SO3的混合溶液,向该混合溶液中加入少许溴水,振荡后溶液变为无色。碱性溶液中Br2与Na2SO3发生氧化还原反应,反应的离子方程式为______________;
(3)反应后的溶液含有SO32-、SO42-、Br-、OH-等阴离子,请填写鉴定其中SO32-、SO42-和Br-的实验报告;
限选试剂:2 mol·L-1HCl;1 mol·L-1H2SO4;1mol·L-1HNO3;1 mol·L-1BaCl2;
1 mol·L-1Ba(NO3)2;0.1 mol·L-1AgNO3;CCl4;苯;新制饱和溴水;新制饱和氯水。
编号 |
实验操作 |
预期现象和结论 |
步骤① |
取少量待测液于试管A中,滴加2 mol·L-1HCl至溶液呈酸性,加入几滴________(填试剂),振荡 |
________,证明待测液中含SO32- |
步骤② |
另取少量待测液于试管B中,加入,再滴加适量 1 mol·L-1 BaCl2溶液 |
|
步骤③ |
另取少量待测液于试管C中,,振荡,静置后观察颜色 |
溶液分层,上层液体呈橙红色,证明待测液中很Br- |
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3),过程如下:
(1)硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是, 写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式:;
(2)生产过程中,为了确保铁红的纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_________;(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表)
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
(3)滤渣A的主要成分为,滤液B可以回收的物质有______________________;
(4)简述洗涤过程的实验操作;
(5)已知硫酸渣质量为w kg,假设铁红制备过程中,铁元素损耗25%,最终得到铁红的质量为m kg,则原来硫酸渣中铁元素质量分数为(用最简分数表达式表示)。
(已知相对原子质量:O 16 S 32 Fe 56)
汽车尾气里含有的NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH,已知该反应在 T ℃时,平衡常数K=9.0。
请回答:
(1)已知:N2(g)+2O2(g) 2NO2(g)ΔH12NO2(g)
O2+2NO(g)ΔH2 ΔH=(用含ΔH1、ΔH2的表达式表示);
(2)某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5分钟后O2的物质的量为0.5 mol,则NO的反应速率;
(3)假定该反应是在恒容条件下进行,下列能判断该反应已达到平衡的是________;
A.消耗1 mol N2同时生成1 mol O2 |
B.混合气体密度不变 |
C.混合气体平均相对分子质量不变 |
D.2v正(N2)=v逆(NO) |
(4)下图是反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)的“K-T”、“c(NO)-t”图,由图A可以推知该反应为反应(填“吸热”或“放热”)。由图B可知,与a对应的条件相比,b改变的条件可以是;
(5)T ℃时,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为0.20 mol·L-1、0.20mol·L-1和0.50mol·L-1,此时反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)________________(填“处于化学平衡状态”、“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),平衡时,N2在混合气体的体积百分数为多少?(在答题卡上写出具体计算过程,结果保留2位有效数字)
化合物A最早发现于酸奶中,它是人体内糖代谢的中间体,可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得。工业上也可由丙烯经过下列方法合成:
回答下列问题:
(1)写出下列反应的反应方程式,并注明反应类型::反应类型:
:反应类型:;
(2)A的结构简式为:, 浓硫酸加热条件下两分子的A能反应生成六元环状化合物,写出该化合物的结构简式:;
(3)D的含氧官能团名称为:(写出一种即可),已知D的一种同分异构体能和NaHCO3溶液反应放出气体,写出该同分异构体的结构简式:;
(4)在一定条件下容易发生“脱羧”反应,产物之一为甲醛的同系物,写出该产物的结构简式:。
焦亚硫酸钠(Na2S2O5)常用作食品漂白剂。其制备工艺流程如下:
已知:反应Ⅱ包含2NaHSO3Na2S2O5+H2O等多步反应。
(1)实验室制取氨气的化学方程式:。
(2)“灼烧”时发生反应的化学方程式:。
(3)已知Na2S2O5与稀硫酸反应放出SO2,其离子方程式为:。
(4)副产品X的化学式是:;可循环利用的物质是:_____________。
(5)为了减少产品Na2S2O5中杂质含量,需控制反应Ⅱ中气体与固体的物质的量之比约
为。
(6)检验产品中含有碳酸钠杂质所需试剂是(填编号)
①酸性高锰酸钾②品红溶液③澄清石灰水④饱和碳酸氢钠溶液⑤NaOH⑥稀硫酸