全国Ⅰ、Ⅱ卷通用 工艺流程训练题2

专题十七 工艺流程综合题 2 1 以硅藻土为载体的五氧化二钒 V2O5 是接触法生产硫酸的催化剂 从废钒催化 剂中回收 V2O5既避免污染环境又有利于资源综合利用 废钒催化剂的主要成分 为 物质V2O5V2O4K2SO4SiO2Fe2O3Al2O3 质量分数 2 2 2 92 8 3 122 2860 651 2 1 以下是一种废钒催化剂回收工艺路线 回答下列问题 1 酸浸 时 V2O5转化为 VO 2 反应的离子方程式为 同时 V2O4转化成 VO2 废渣 1 的主要成分是 2 氧化 中欲使 3 mol 的 VO2 变成 VO 2 则需要氧化剂 KClO3至少为 mol 3 中和 作用之一是使钒以 V4O4 12 形式存在于溶液中 废渣 2 中含有 4 离子交换 和 洗脱 可简单表示为 4ROH V4O4 12 R4V4O12 4OH ROH 为强碱性阴离子交换树脂 为了提高洗脱效率 淋洗液应该呈 性 填 酸 碱 或 中 5 流出液 中阳离子最多的是 6 沉钒 得到偏钒酸铵 NH4VO3 沉淀 写出 煅烧 中发生反应的化学方程式 2 废铅蓄电池的一种回收利用工艺流程如下图所示 部分难溶电解质的性质如下表 物质 Ksp 25 颜色 PbSO41 8 10 8白色 PbCO31 5 10 13白色 PbCrO41 8 10 14黄色 BaCrO41 2 10 10黄色 Pb OH 21 4 10 20白色 回答下列问题 1 铅蓄电池在生产 生活中使用广泛 铅蓄电池的缺点有 写一 条 2 燃烧废塑料外壳可以发电 其一系列能量转换过程 化学能 电能 3 将流程图中的废硫酸和滤液按一定比例混合 再将所得的混合液经 等操作 可以析出十水硫酸钠晶体 4 利用铅泥中的 PbSO4溶于 CH3COONa 溶液生成弱电解质 CH3COO 2Pb CH3COO 2Pb 溶液与 KClO 在强碱性条件下反应制取 PbO2 写出后一步 生成 PbO2的离子方程式 5 25 时 Na2CO3溶液浸出时发生的反应为 CO2 3 aq PbSO4 s PbCO3 s SO2 4 aq 计算该反应的平衡常数 K 以滤渣 PbCO3和焦炭为原料 可制备金属铅 用化学方程式表示制备过程 6 已知 Pb OH 2是既能溶于稀硝酸 又能溶于 KOH 溶液的两性氢氧化物 设计实验区别 PbCrO4和 BaCrO4 3 高锰酸钾是常用的消毒剂 除臭剂 水质净化剂以及强氧化剂 下图是在实 验室中制备 KMnO4晶体的流程 回答下列问题 1 操作 的目的是获得 K2MnO4 同时还产生了 KCl 和 H2O 试写出该步反 应的化学方程式 操作 和 均需在坩埚中进行 根据实验实际应选择 填序号 a 瓷坩埚 b 氧化铝坩埚 c 铁坩埚 d 石英坩埚 2 操作 是使 K2MnO4转化为 KMnO4和 MnO2 该转化过程中发生反应的 离子方程式为 若溶液碱性过强 则 MnO 4 又会转化为 MnO2 4 该转化过程中发生反应的离子方程式为 因此需要通入某种气体调 pH 10 11 在实际操作中一般选择 CO2而不是 HCl 原因是 3 操作 过滤时 选择图 2 所示装置而不用图 1 所示装置的原因是 4 还可采用电解 K2MnO4溶液 绿色 的方法制造 KMnO4 电解装 置如图所示 电解过程中右侧石墨电极的电极反应式为 溶液逐渐由绿色变为紫色 但若电解时 间过长 溶液颜色又会转变成绿色 可能的原因是 4 NaClO2是一种重要的杀菌消毒剂 也常用来漂白织物等 其一种生产工艺如 下 回答下列问题 1 NaClO2中 Cl 的化合价为 2 ClO2的沸点为 283 K 纯 ClO2易分解爆炸 一般用稀有气体或空气稀释 到 10 以下更安全 写出 反应 步骤中生成 ClO2的化学方程式 3 电解 所用食盐水由粗盐水精制而成 精制时 为除去 Mg2 和 Ca2 要加 入的试剂分别为 电解 中阴极反应的主要产物是 4 尾气吸收 是吸收 电解 过程排出的少量 ClO2 在尾气吸收过程中 可代替 H2O2的试剂是 填序号 A Na2O2 B Na2S C FeCl2 D KMnO4 提高尾气的吸收效率的可行措施有 填序号 A 尾气吸收时充分搅拌吸收液 B 适当加快尾气的通入速率 C 将温度控制在 20 以下 D 加水稀释尾气吸收液 此吸收反应中 氧化剂与还原剂的物质的量之比为 该反应中 氧化产物是 5 在碱性溶液中 NaClO2比较稳定 在酸性溶液中 ClO 2 和 H 合为 HClO2 HClO2是唯一的亚卤酸 不稳定 易分解产生 Cl2 ClO2和 H2O 写出 HClO2分解的化学方程式 已知 NaClO2的溶解度随温度升高而增大 NaClO2饱和溶液在 38 以上 60 以下会析出 NaClO2 在 NaClO2析出过程中可能混有的杂质是 填化学式 6 有效氯含量 可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力 其定义是 每克含氯消 毒剂的氧化能力相当于多少克 Cl2的氧化能力 NaClO2的有效氯含量为 计算结果保留两位小数 5 铵明矾是一种广泛应用于医药 食品 污水处理等多个行业的重要化工产品 以高岭土 含 SiO2 Al2O3 少量 Fe2O3等 为原料制备硫酸铝晶体 Al2 SO4 3 18H2O 和铵明矾 NH4Al SO4 2 12H2O 的工艺流程如下图所示 请回答下列问题 1 高岭土首先需要灼烧 实验室灼烧高岭土所需的实验仪器有 填字 母 a 蒸发皿 b 泥三角 c 漏斗 d 酒精灯 e 三脚架 f 坩埚 g 烧杯 h 试管 2 研究发现 随着酸熔温度升高 氧化铝的溶出率增大 但若酸熔时温度过 高 超过 240 SiO2不仅会消耗硫酸 导致氧化铝溶出率下降 还会同时产 生高温的腐蚀性气体 该副反应的化学方程式为 3 要检验除铁后的滤液中是否含有 Fe3 应采取的实验方法为 滤渣 2 的主要成分为 填化学式 4 分离 1 操作包含的实验步骤有 洗 涤 干燥 5 中和结晶操作是将过滤出硫酸铝晶体后的滤液 先用硫酸调节酸铝比 溶 液中游离硫酸和硫酸铝的物质的量之比 再用氨水中和至一定的 pH 值即可析 出铵明矾晶体 写出该过程中的总反应方程式 6 向硫酸铝铵溶液中逐滴加入氢氧化钡溶液 不可能发生的离子反应是 填选项字母 A NH 4 SO2 4 Ba2 OH BaSO4 NH3 H2O B 2Al3 3SO2 4 3Ba2 6OH 3BaSO4 2Al OH 3 C Al3 2SO2 4 2Ba2 4OH 2BaSO4 AlO 2 2H2O D NH 4 Al3 2SO2 4 2Ba2 4OH 2BaSO4 Al OH 3 NH3 H2O 6 金属锂在通讯和航空航天领域中有重要的应用 以某锂矿为原料制取锂的工 艺流程如下图 其主要成分为 Li2O Al2O3 SiO2 另含有 FeO MgO CaO 等杂质 已知 部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的 pH 氢氧化物Fe OH 3Al OH 3Mg OH 2 开始沉淀 pH2 73 79 6 完全沉淀 pH3 74 711 Li2CO3在不同温度下的溶解度如表 温度 010205075100 Li2CO3的溶解度 g1 5391 4061 3291 1810 8660 728 请回答下列问题 1 锂矿中的 FeO 在反应 I 中发生的化学反应方程式为 2 反应 中加碳酸钙的作用是 3 沉淀 B 中主要成分为 CaCO3和 填化学式 沉淀 C 应使用 洗涤 选填 热水 或 冷水 4 反应 IV 发生的离子方程式为 5 电解熔融 LiCl 的阴极电极反应式为 阳极产生的氯气 中会混有少量氧气 原因是 6 请设计一种从水洗后的矿泥 A 中分离出 Al2O3的流程 流程常用的表示方 式为 7 硼及其化合物在工业上有许多用途 以铁硼矿 主要成分为 Mg2B2O5 H2O 和 Fe3O4 还有少量 Fe2O3 FeO CaO Al2O3和 SiO2等 为原料制备硼酸 H3BO3 的工艺流程如图所示 回答下列问题 1 写出 Mg2B2O5 H2O 与硫酸反应的化学方程式 为提高浸出速率 除适当增加硫酸浓度外 还可采取的 措施有 写出两条 2 利用 的磁性 可将其从 浸渣 中分离 浸渣 中还剩余的物质是 化学式 3 净化除杂 需先加 H2O2溶液 作用是 然后在 调节溶液的 pH 约为 5 目的是 4 粗硼酸 中的主要杂质是 填名称 5 以硼酸为原料可制得硼氢化钠 NaBH4 它是有机合成中的重要还原剂 其电子式为 6 单质硼可用于生成具有优良抗冲击性能硼钢 以硼酸和金属镁为原料可制 备单质硼 用化学方程式表示制备过程 8 某化学小组通过查阅资料 设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料 来制备 NiSO4 7H2O 已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有 Ni 还含有 Al 31 Fe 1 3 的单质及氧化物 其他不溶杂质 3 3 部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的 pH 如下 沉淀物开始沉淀时的 pH完全沉淀时的 pH Al OH 33 85 2 Fe OH 32 73 2 Fe OH 27 69 7 Ni OH 27 19 2 1 操作 a c 中需使用的仪器除铁架台 带铁圈 酒精灯 烧杯 玻璃棒外 还需要的主要仪器为 2 碱浸 过程中发生反应的离子方程式是 3 酸浸 时所加入的酸是 填化学式 酸浸后 经操作 a 分离出 固体 后 溶液中可能含有的金属离子是 4 加入 H2O2时发生反应的离子方程式为 5 操作 b 为调节溶液的 pH 你认为 pH 的调控范围是 操作 c 的方法是 进行操作 c 前 调 pH 为 2 3 的目的是 6 产品晶体中有时会混有少量绿矾 FeSO4 7H2O 其原因可能是 写出一点即可 设计实验证明产品中是否含绿矾 7 NiSO4 7H2O 可用于制备镍氢电池 NiMH 镍氢电池目前已经成为混合 动力汽车的一种主要电池类型 NiMH 中的 M 表示储氢金属或合金 该电池在 充电过程中总反应的化学方程式是 Ni OH 2 M NiOOH MH 则 NiMH 电池 放电过程中 正极的电极反应式为 9 锗及其化合物被广泛应用于半导体 催化剂等领域 以铅锌矿含锗烟尘为原 料可制备 GeO2 其工艺流程图如下 已知 GeO2是两性氧化物 GeCl4易水解 沸点 86 6 PbO 不溶于稀硫酸 1 第 步滤渣主要成分为 填化学式 实验室萃取操作用到的 玻璃仪器有 2 第 步萃取时 锗的萃取率与 V水相 V有机相 水相和有机相的体积比 的 关系如下图所示 从生产成本角度考虑 较适宜的 V 水相 V 有机相的值为 3 第 步加入盐酸作用 答两点即可 4 第 步反应的化学方程式 5 检验 GeO2 nH2O 是否洗涤干净的操作是 6 GeO2产品中通常混有少量 SiO2 取样品 w g 测得其中氧原子的物质的 量为 n mol 则该样品中 GeO2的物质的量为 mol 10 工业上以锂辉石 Li2O Al2O3 4SiO2 含少量 Ca Mg 元素 为原料生产碳 酸锂 其部分工艺流程如下 已知 Li2O Al2O3 4SiO2 H2SO4 浓 Li2SO4 Al2O3 4SiO2 H2O 某些物质的溶解度 S 如下表所示 T 20406080 S Li2CO3 g1 331 171 010 85 S Li2SO4 g34 232 831 930 7 1 过滤时需要的玻璃仪器有 2 从滤渣 1 中分离出 Al2O3的部分流程如下图所示 括号表示加入的试剂 方框表示所得到的物质 则步骤 中反应的离子方程式是 3 已知滤渣 2 的主要成分有 Mg OH 2和 CaCO3 向滤液 1 中加入石灰乳的 作用是 运用化学平衡原理简 述 4 向滤液 2 中加入饱和 Na2CO3溶液 过滤后 用 热水洗涤 的原因是 5 检验 Li2CO3粗品是否洗涤干净的操作是 6 工业上 将 Li2CO3粗品制备成高纯 Li2CO3的部分工艺如下 a 将 Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液 LiOH 溶液作阴极液 两者用离 子选择透过膜隔开 用惰性电极电解 b 电解后向 LiOH 溶液中加入过量 NH4HCO3溶液 过滤 烘干得高纯 Li2CO3 a 中 阳极的电极反应式是 b 中 生成 Li2CO3反应的化学方程式是 11 为回收利用废钒催化剂 含有 V2O5 VOSO4及不溶性残渣 科研人员最新 研制了一种离子交换法回收钒的新工艺 主要流程如下 部分含钒物质在水中的溶解性如下 物质VOSO4V2O5NH4VO3 VO2 2SO4 溶解性可溶难溶难溶易溶 回答下列问题 1 工业由 V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法 写出该反应的化学方程式 2 图中所示滤液中含钒的主要成分为 写化学式 反应 的目 的是 3 在离子交换过程中 发生可逆反应 VO 2 2OH VO 3 H2O 该反应的 化学平衡常数 K 的表达式为 4 该工艺中反应 的沉淀率 又称沉钒率 是回收钒的关键之一 该步反应 的离子方程式 沉钒率的高低除受溶液 pH 影响外 还需要控制氯化铵系数 NH4Cl 加入质量与料液中 V2O5的质量比 和 温度 根据如图判断最佳控制氯化铵系数和温度为 5 用硫酸酸化的 H2C2O4溶液滴定 VO2 2SO4溶液 以测定反应 后溶液中含 钒量 完成反应的离子方程式 VO 2 H2C2O4 VO2 CO2 H2O 6 全矾液流电池的电解质溶液为 VOSO4溶液 电池的工作原理为 VO 2 V2 2H VO2 H2O V3 电池充电时阳极的电极反应式为 12 湿法 火法联合工艺从铅膏 主要成分为 PbO PbO2 PbSO4 中提取铅的一 种工艺流程如图 1 所示 已知 Ksp PbSO4 1 6 10 5 Ksp PbCO3 3 3 10 14 1 步骤 I 中 发生的氧化还原反应的离子方程式为 2 若步骤 I 充分反应后未过滤 洗涤 直接加入 Na2CO3溶液 会导致步骤 II 中 Na2CO3的用量增加 其原因是 3 若母液中 c SO2 4 1 6 mol L 1 c CO2 3 3 3 10 6 mol L 1 试通过计算 判断 PbCO3中是否混有 PbSO4 请写出计算过程 4 步骤 II 中 若用同体积 同浓度的 NaHCO3溶液代替 Na2CO3溶液 对 PbSO4转化率有何影响 并说明理由 5 步骤 III 中 PbCO3和焦炭按物质的量比 2 1 投料 则排放气体的主要成 分是 6 钠离子交换膜固相电解法是从铅膏中提取铅的一种新工艺 装置示意图 2 为 将铅膏投入阴极室 铅膏中的 PbSO4与 NaOH 溶液发生反应 PbSO4 3OH HPbO 2 SO2 4 H2O a 与外接电源的 极相连 电解过程中 PbO2 PbO HPbO 2 在阴极放电 其中 HPbO 2 放电的 电极反应式为 与传统无膜固相电解法相比 使用钠离子交换膜可以提高 Pb 元素的利用 率 原因是 13 下面是某课外小组从初选后的方铅矿 主要成分 PbS 含少量黄铜矿 CuFeS2 中提取硫磺 铜 铅的工艺流程 已知 CuFeS2 4FeCl3 2S 5FeCl2 CuCl2 PbS 2FeCl3 S PbCl2 2FeCl2 1 黄铜矿 CuFeS2 中 Fe 元素的化合价为 提高方铅矿酸浸效率的 措施有 写出两种方法即可 2 过滤过程中用到的玻璃仪器有烧杯 玻璃棒 单质 A 是 在此工艺操作中可循环利用的物质有铅和 3 在酸性的 FeCl2溶液中加入 H2O2溶液 其反应的离子方程式为 4 PbSO4与 PbS 加热条件下反应的化学方程式为 将沉淀 PbSO4与足量的碳酸钠溶液混合 沉淀可转化可转化为 PbCO3 写出该 反应的平衡常数表达式 K 已知 Ksp PbSO4 1 6 10 5 Ksp PbCO3 3 3 10 14 5 铅蓄电池的电极材料分别是 Pb 和 PbO2 电解质溶液为硫酸 铅蓄电池充 放电的总反应方程式为 PbO2 Pb 2H2SO4 2PbSO4 2H2O 充电时 铅蓄 电池阳极的电极反应式为 14 从废钒催化剂 主要成分 V2O5 VOSO4 K2SO4 SiO2和 Fe2O3等 中回收 V2O5的一种生产工艺流程示意图如下 1 中废渣的主要成分是 2 中的变化过程可简化为 下式中的 R 表示 VO2 或 Fe3 HA 表示 有机萃取剂的主要成分 R2 SO4 n 水层 2n HA 有机层 2RAn 有机层 n H2SO4 水层 中萃取时必须加入适量碱 其原因是 实验室进行萃取操作主要使用的玻璃仪器为 中反萃取时加入的 X 试剂是 3 完成 中反应的离子方程式 ClO 3 VO2 H VO3 4 25 时 取样进行实验分析 得到钒沉淀率和溶液 pH 之间的关系如表 pH1 31 41 51 61 71 81 92 02 1 钒沉淀率 88 194 896 598 098 898 896 493 189 3 试判断在实际生产时 中加入氨水调节溶液的最佳 pH 为 若钒沉淀 率为 93 1 时不产生 Fe OH 3沉淀 则溶液中 c Fe3 已知 25 时 Ksp Fe OH 3 2 6 10 39 5 写出废液 Y 中除 H 之外的两种阳离子 6 生产时 将 中的酸性萃余液循环用于 中的水浸 在整个工艺过程中 可以循环利用的物质还有 7 全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装 置 如图所 a b 均为惰性电极 已知 V2 为紫色 V3 为绿色 VO2 为蓝色 VO 2 为黄色 当充电时 右槽溶液颜色由绿色变为紫色 则 全矾液流电池的工作原理为 VO 2 V2 2H VO2 H2O V3 请在可逆符号两侧的括号中 填 充 放 放电过程中 a 极的反应式为 当 转移 1 0 mol 电子时共有 1 0 mol H 从 槽迁移进 槽 填 左 右 15 利用新方案和新工艺处理废旧铅酸蓄电池 可以达到节能减排 防治污染和 资源循环利用的目的 一种处理铅酸蓄电池的流程如下 已知 Ksp PbSO4 1 6 10 8和 Ksp PbCO3 7 4 10 14 1 写出铅酸蓄电池放电时的总反应 2 废旧电池的预处理时需要将电池放电完全 目的是 3 写出铅膏脱硫时的离子方程式 4 传统的铅蓄电池的处理工艺是将电池破碎后 洗涤 干燥 直接送入回转 炉熔炼 而该工艺使用纯碱脱硫的显著优点是 5 已知芒硝 Na2SO4 10H2O 的溶解度曲线如图 所 示 则从 Na2SO4溶液中结晶出 Na2SO4晶体的方法是 用乙醇洗涤晶体 用乙醇不用水洗涤的原因 是 6 应用电化学原理 将铅膏转化为铅可以非常清洁处理蓄电池 其原理是先 用细菌将铅膏转换为 PbS 再用氟硼酸铁浸出 PbS 化学方程式为 PbS 2Fe BF4 3 Pb BF4 2 2Fe BF4 2 S 最后通过电解浸出液得到金属铅 电解后的溶液可以 循环使用 写出电解的总反应方程式 16 铜及其化合物在工业上有许多用途 回答下列问题 某工厂以辉铜矿 主要成分为 Cu2S 含少量 Fe2O3 SiO2等杂质 为原料制备 不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下 1 浸取反应中氧化剂的化学式为 滤渣 的成分为 MnO2 S 和 写化学式 2 除铁 这一步反应在 25 进行 加入试剂 A 调节溶液 pH 为 4 后 溶液中 铜离子最大浓度不超过 mol L 已知 Ksp Cu OH 2 2 2 10 20 3 沉锰 除 Mn2 过程中反应的离子方程式 4 滤液 经蒸发结晶得到的盐主要是 写化学式 某实验小组同学用电化学原理模拟湿法炼铜 进行了一系列探究活动 5 如下左图为某实验小组设计的原电池装置 盐桥内装载的是足量用饱和氯 化钾溶液浸泡的琼脂 反应前 电极质量相等 一段时间后 两电极质量相差 6 00g 则导线中通过了 mol 电子 若不考虑甲 乙两池电解质溶液中的 离子向盐桥中移动 则甲 乙两池电解质溶液的总质量与实验开始前的电解质 溶液的总质量相差 g 6 其他条件不变 若将盐桥换成光亮的 U 形弯铜丝浸入甲池与乙池 如上 右图所示 电流计指针偏转方向与先前一样 但偏转角度明显减小 一段时间 后 乙池石墨棒浸入液面以下部分也析出了一层紫红色固体 则甲池铜丝附近 溶液的 pH 填 减小 增大 或 不变 用电极反应式表示 pH 变化 乙池中石墨为 极 填 正 负 阴 或 阳 17 硫酸铅 PbSO4 广泛应用于制造铅蓄电池 白色颜料 利用方铅矿精矿 PbS 直接制备硫酸铅粉末的流程如下 已知 PbCl2 s 2Cl aq PbCl2 4 aq H 0 有关物质的 Ksp和沉淀时的 pH 如下 Ksp开始沉淀时 pH完全沉淀时 pH PbSO41 08 10 8Fe OH 32 73 7 PbCl21 6 10 5Pb OH 267 04 1 步骤 中生成 PbCl2的离子方程式 加入盐酸控制 pH 值小于 2 原因是 2 用化学平衡移动原理解释步骤 中使用冰水浴的原因 若原料 中 FeCl3过量 则步骤 得到的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质 溶液中的悬 浮杂质被共同沉淀的原因是 3 写出步骤 中 PbCl2晶体转化为 PbSO4沉淀的离子方程式 4 请用离子方程式解释滤液 2 加入 H2O2可循环利用的原因 5 铅蓄电池的电解液是硫酸 充电后两个电极上沉积的 PbSO4分别转化为 PbO2和 Pb 充电时阴极的电极反应式为 6 双隔膜电解池的结构示意简图如图所示 利 用铅蓄电池电解硫酸钠溶液可以制取硫酸和氢氧化 钠 并得到氢气和氧气 对该装置及其原理判断正 确的是 A A 溶液为氢氧化钠 B 溶液为硫酸 B C1极与铅蓄电池的 PbO2电极相接 C2极 与铅蓄电池的 Pb 电极相接 C 当 C1极产生标准状况下 11 2 L 气体时 铅蓄电池的负极增重 49g D 该电解反应的总方程式可以表示为 2Na2SO4 6H2O 2H2SO4 4NaOH O2 2H2 18 Ni 元素化合物在生活中有非常重要的应用 纳米 NiO 可以制备超级电容器 NiOOH 是制作二次电池的重要材料 现以 NiSO4为原料生产纳米 NiO 和 NiOOH 流程如下 1 制备 NiOOH 过程中 NiSO4溶液配制方法为 过滤 洗涤后 得到 Ni OH 2固体 如何证明 Ni OH 2已经 完全洗净 NaClO 氧化 Ni OH 2的离子方程式为 2 已知 Ksp Ni OH 2 2 10 15 室温下 欲加入一定量 NaOH 固体使 1 L 含 有 0 001 mol L 1的 NiSO4和 0 0001 mol L 1的 H2SO4溶液中残留 c Ni2 2 10 7 mol L 1 并恢复至室温 所加入的 NaOH 的固体质量至少为 g 3 NH3 H2O 的浓度对纳米 NiO 的产率产生很大影 响 右图为 NiSO4的物质的量一定时 不同的反应物 配比对纳米氧化镍收率的影响 请解释反应物 NH4HCO3和 NiSO4的物质的量比在 2 5 至 4 0 时 收 率升高的原因 4 制备纳米 NiO 时 加入一些可溶于水的有机物 如 吐温 80 能制得更 优质的纳米材料 原因是 5 沉降体积是超细粉体的一个重要参数 若颗粒在液相中分散性好 则沉降 体积较小 若颗粒分散性较差 则易引起絮凝沉降体积较大 下图是吐温 80 的 加入量与前体在液体石蜡中沉降体积的关系曲线 通过下图分析 吐温 80 的最 佳加入量为 mL 6 NiOOH 是制备镍镉电池的原料 某镍镉电池的总反应为 Cd 2NiOOH 2H2O Cd OH 2 2Ni OH 2 该电池放电时正极电极反应式为 19 镍 钴 铈 铬虽然不是中学阶段常见的金属元素 但在工业生产中有着重 要的作用 1 二氧化铈 CeO2 是一种重要的稀土氧化物 在平板电视显示屏中有着重要 的应用 CeO2 在稀硫酸和 H2O2的作用下可生成 Ce3 H2O2在该反应中作 填 氧化 还原 剂 每有 1 mol H2O2参加反应 转移电子的物质的量为 2 某锂离子电池用含 Li 导电固体为电解质 充电时 Li 还原为 Li 并以原子形式嵌入电极材料碳 C6 中 以 LiC6 表示 电池反应为 LiCoO2 C6 CoO2 LiC6 则放电时 电 池的正极反应式为 如图表示 该装置工作时电子和离子的移动方向 此时该电池处于 填 放电 或 充电 状态 3 自然界 Cr 主要以三价 Cr 和六价 Cr 的形式存在 六价 Cr 能引起细胞的突 变和癌变 可以用亚硫酸钠将其还原为三价铬 完成并配平下列离子方程式 Cr2O2 7 SO2 3 H Cr3 SO2 4 4 NiSO4 6H2O 是一种绿色易溶于水的晶体 广泛用于化学镀镍 生产电池 等 可由电镀废渣 除含镍外 还含有 Cu Zn Fe 等元素 为原料获得 操 作步骤如下图 向滤液 中加入 FeS 主要目的是除去 Cu Zn 等杂质 除去 Cu2 的离子 方程式为 向滤液 中加入 H2O2 溶液中发生反应的离子方程式为 滤液 调 pH 的目的是除去 Fe3 其原理是 Fe3 3H2O Fe OH 3 3H 已知 25 时 Ksp Fe OH 3 2 8 10 39 则该温度下上述反应的 平衡常数 K 写出计算过程和结果 滤液 溶质的主要成分是 NiSO4 再加入碳酸钠过滤后 加稀硫酸溶解 又生成 NiSO4的目的是 我国第五套人民币中的一元硬币材料为钢芯镀镍 镀镍时 镍应作 极 20 硫铁矿烧渣 主要成分为 Fe2O3 Fe3O4 FeO SiO2等 是生产硫酸的工业 废渣 其综合利用对环境保护具有现实意义 利用硫铁矿烧渣制备铁红等产品 的实验流程如下 已知几种盐的溶解度随温度变化的曲线如图所示 回答下列问题 1 酸浸 过滤后滤液中的金属阳离子是 加入碳酸氢铵反应的温度 一般需控制在 35 以下 其目的是 2 煅烧 FeCO3生成产品 的化学方程式为 实验室进行煅烧操作所需的仪器除了酒精喷灯 泥三角 三脚架 玻璃棒外 还有 3 为了获取产品 向 NH4 2SO4溶液中加入 KCl 溶液后 还需要进行的操 作是 洗涤 干燥 4 若向 NH4 2SO4溶液中加入 FeSO4溶液后可制得硫酸亚铁铵晶体 摩尔盐 两溶液混合后 小火加热 在蒸发皿中蒸发浓缩至 填现象 应立即停止加热 将溶液静置 冷却 结晶 抽滤 并用少量酒精 洗涤晶体 其目的是 5 检验产品 中是否含有氯化物杂质的实验操作是 6 铁红与硝酸反应得到硝酸铁 硝