(17分)金属镍具有优良的物理和化学特性,是高技术产业的重要原料。
(1)羰基法提纯镍涉及的反应为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)
①当温度升高时,减小,则H 0(填“>”或“<”)。
②一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中,下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________(填代号)。
若在相同温度下,上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行,平衡常数 (填“增大”、“不变”或“减小”),反应进行3s后测得Ni(CO)4的物质的量为0.6mol,则0—3s内的平均反应速率v(CO)=____mol。
③要提高上述反应中CO的转化率,同时增大反应速率,可采取的措施为____________________(写出一条措施即可)。
(2)以NiS04溶液为电解质溶液进行粗镍(含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质)的电解精炼,下列说法正确的是____________(填代号)。(已知氧化性:)
a.电解过程中,化学能转化为电能
b.粗镍作阳极,发生还原反应
c.利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d.粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
(3)工业上用硫化镍(NiS)作为电极材料冶炼镍。电解时,硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近,镍元素以Ni2+形态进入电解液中,如图所示。硫化镍与电源的____________(填“正极”或“负极”)相接。写出阳极的电极反应式________________。
氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3和BN,请回答下列问题
(1)基态B原子的电子排布式为_________;B和N相比,电负性较大的是_________,BN中B元素的化合价为_________;
(2)在BF3分子中,F-B-F的键角是_______,B原子的杂化轨道类型为_______,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为_______;
(3)在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中,层内B原子与N原子之间的化学键为________,层间作用力为________;
(4)六方氮化硼在高温高压下,可以转化为立方氮化硼,其结构与金刚石相似,硬度与金刚石相当,晶胞边长为361.5pm,立方氮化硼晶胞中含有______各氮原子、________各硼原子,立方氮化硼的密度是_______g·cm-3(只要求列算式,不必计算出数值,阿伏伽德罗常数为NA)。
A~G各物质间的关系如下图,其中B、D为气态单质.
请回答下列问题:
(1)物质C和E的名称分别为________、________;
(2)可选用不同的A进行反应①若能在常温下进行,其化学方程式为________;
若只能在加热情况下进行,则反应物A应为________;
(3)反应②的化学方程式为_____________________;
(4)新配制的F溶液应加入________以防止其转化为G,检验G溶液中阳离子的常用试剂是________,实验现象为________________。
A、J是日常生活中常见的两种金属,这两种金属和NaOH组成原电池,A作负极;F常温下是气体单质,各物质有以下的转化关系(部分产物及条件略去)。
请回答以下问题:
(1)写出该原电池的总反应方程式_____________________。
(2)写出②的化学方程_________________。
(3)常温时pH=12的C溶液中,溶质的阳离子与溶质的阴离子浓度之差为。(写出计算式)
(4)若③中J的氧化物为磁性氧化物,且每生成1mol J放出Q kJ的热量,请写出A→J反应的热化学方程式。
已知A~G有如图所示的转化关系(部分生成物已略去),其中A、G为单质,D是能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,E、F均能与NaOH溶液反应。
请回答下列问题:
(1)写出F的电子式;
(2)①C溶液与D反应的离子方程式为;
②F溶液与NaOH溶���共热反应的化学方程式为;
(3)①请用离子方程式解释C溶液为何显酸性;
②F溶液中离子浓度由大到小的顺序为;
(4)将5.4gA投入200mL 2.0mol/L某溶液中有G单质产生,且充分反应后有金属剩余,则该溶液可能是(填代号)
A.HNO3溶液 B.H2SO4溶液 C.NaOH溶液 D.HCl溶液
(5)将1molN2和3molG及催化剂充入容积为2L的某密闭容器中进行反应,已知该反应为放热反应。平衡时,测得D的物质的量浓度为a mol/L。
①如果反应速率v(G)=1.2mol/(L·min),则v(D)=mol/(L·min)
②在其他条件不变的情况下,若起始时充入0.5molN2和1.5molG达到平衡后,D的物质的量浓度(填“大于”、“小于”或“等于”)a/2 mol/L。
③该条件下的平衡常数为(用含a的代数式表示)
工业上以黄铜矿(主要成分CuFeS2)为原料制备金属铜,有如下两种工艺。
I.火法熔炼工艺,将处理过的黄铜矿加人石英,再通人空气进行焙烧,即可制得粗铜。
(1)焙烧的总反应式可表示为2CuFeS2+ 2SiO2+5O2=2Cu+2FeSiO3+4SO2该反应的氧化剂是。
(2)下列处理SO2的方法,不合理的是_____
A高空排放 B用纯碱溶液吸收制备亚硫酸钠
C用氨水吸收后,再经氧化制备硫酸铵D用BaCl2溶液吸收制备BaSO3
(3)炉渣主要成分有FeO、Fe2O3、SiO2、Al2O3等,为得到Fe2O3加盐酸溶解后,后续处理过程中,未涉及到的操作有。
A过滤 B加过量NaOH溶液 C蒸发结晶 D灼烧 E加氧化剂
II. FeCl3溶液浸取工艺其生产流程如下图所示
(4)浸出过程中,CuFeS2与FeCl3溶液反应的离子方程式为_____________。
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质是(填化学式)。
(6)若用石墨电极电解滤液,写出阳极的电极反式_____________。
(7)黄铜矿中含少量Pb,调节C1一浓度可控制滤液中Pb2+的浓度,当c(C1一)=2mo1·L-1时,溶液中Pb2+物质的量浓度为mol·L-1。[已知KSP(PbCl2)=1 x 10一5]