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某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有Al、Al203、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下:

欲从含镍废催化剂中制得NiSO4·7H2O晶体,其流程如下:

请根据以上信息和流程图,回答下列问题:
(1)“碱浸”的目的是除去含镍废催化剂中的___         _。
(2)“酸浸”时所加入的酸是___         _。酸浸后,滤液②中可能含有的金属离子是___         。(用离子符号表示)。
(3)“调pH为2—3的目的是___         _。
(4)步骤A的操作顺序是加热浓缩、冷却、____、____。
(5)NiSO4在强碱溶液中用NaC1O氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为________。

(13分)(1)Al、Al2O3(2分) (2)H2SO4(2分);Ni2+、Fe2+(2分)
(3)防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解(2分) (4)结晶、过滤(2分)
(5)2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O(3分)

解析试题分析:(1)“碱浸”过程中是为了除去铝及其氧化物Al2O3,铝和氧化铝都可以和强碱反应,溶解得到偏铝酸盐,反应的离子方程式分别为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+3H2O。
(2)“酸浸”时主要是溶解镍金属和铁单质及其氧化物,依据制备目的是得到NiSO4?7H2O,因此加入的酸不能引入新的杂质,所以需要加入硫酸进行酸浸;镍、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸镍溶液,因此滤液②中可能含有的金属离子是Ni2+、Fe2+。
(3)硫酸镍溶液需要蒸发浓缩结晶析出,为防止镍离子水解生成氢氧化镍沉淀,需要控制溶液pH。
(4)步骤A的操作顺序是加热浓缩、冷却、结晶、过滤。
(5)NiSO4在强碱溶溶中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH,因此该反应的离子方程式是2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O。
考点:考查物质的分离和提纯、化学实验基本操作、实验方案设计以及实验条件控制的综合应用等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

草木灰中含有可溶性钾盐(主要成分是K2SO4、K2CO3、KCl)。某学生按下列操作提取草木灰中的钾盐:①取草木灰加水溶解;②过滤取滤液;③蒸发滤液;④冷却结晶。
(1)在操作①、②、③中均用到玻璃棒,该仪器的目的依次是        、        、        。
(2)为检验草木灰中的阴离子,取少量晶体溶于水,并把溶液分成三等份:
①取一份溶液,加入适量HCl,观察到                  ,证明含有碳酸根。
②取另一份溶液,为检验SO42-,应往溶液中加入                。
③取剩余的一份溶液,加适量的硝酸银,观察到有沉淀产生,该生由此证明溶液中一定含Cl-。你认为该生所得的结论是否严密?     。为什么?                          。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

S2Cl2是工业上常用的硫化剂,实验室制备S2Cl2的方法有2种:
① CS2+3Cl2CCl4+S2Cl2;② 2S+Cl2S2Cl2。
已知S2Cl2中硫元素显+1价,电子式:,它不稳定,在水中易发生岐化反应(一部分硫元素价态升高,一部分降低)。反应涉及的几种物质的熔沸点如下:

物质
S
CS2
CCl4
S2Cl2
沸点/℃
445
47
77
137
熔点/℃
113
-109
-23
-77
 
实验室利用下列装置制备S2Cl2(部分夹持仪器已略去):

回答下列问题:
(1)装置B、C中玻璃容器的名称:       ;反应原理(填写数字序号):        。
(2)实验中盐酸试剂通常采用36.5%的浓溶液,不用稀盐酸的理由是             。
(3)D中冷凝管起到导气和冷凝双重作用,其冷却水流动方向与热气流流动方向相同(见图)。这种冷却方式可应用于下列高中化学中                 实验。
A.石油分馏    B.制取溴苯    C.制取乙酸乙酯   D.制备阿司匹林
(4)B装置中盛放的是          ,反应结束后从锥形瓶内混合物中分离出产品的方法是       ,D中采用热水浴加热的原因是                         。
(5)A部分仪器装配时,放好铁架台后,应先固定          (填仪器名称),整套装置装配完毕后,应先进行         再添加试剂。实验完毕,A中不再产生氯气时,可拆除装置。拆除时,最先的操作应当是                        。
(6)实验过程中,若缺少C装置,则发现产品浑浊不清,出现该现象的原因可用化学方程式表示为                             。实验完毕,当把剩余浓盐酸倒入E烧杯中与吸收了尾气的氢氧化钠溶液混合时,发现有少量黄绿色刺激性气体产生,产生该现象的原因是:        (用离子方程式表示)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

三苯甲醇是一种重要有机合成中间体,可以通过下列原理进行合成:

实验步骤如下:
①如图1所示,在三颈烧瓶中加入A,1.5 g镁屑,在滴液漏斗中加入,6.7 mL溴苯和无水乙醚,先加人1/3混合液于烧瓶中,待镁屑表面有气泡产生时,开始搅拌,并逐滴加入余下的混合液,使反应液保持微沸状态,至反应完全。

②继续加,A,3.7 g苯甲酰氯和无水乙醚,水浴回流l h 后,在冷水浴下慢慢滴加氯化铵的饱和溶液30.0 mL。 
③将三颈烧瓶内的物质水浴加热蒸去乙醚,然后加,A,30.0 mL水进行水蒸气蒸馏(图2用作水蒸气发生装置),直至无油状物蒸出。
④冷却抽滤,将固体用80.0%的乙醇溶液重结晶,最终得到产品。 
(1)步骤①中“逐滴加入余下的混合液”是为了防止              。
(2)若水蒸气蒸馏装置中出现堵塞现象,则图2玻璃管中水位会突然升高,此时应             ,待故障排除后再进行蒸馏。
(3)抽滤用到的主要仪器有气泵、         ,抽滤优于普通过滤的显著特点是             。
(4)步骤④中用80.0%的乙醇溶液重结晶的目的是             。
(5)用光谱法可检验所得产物是否纯净,其中用来获得分子中含有何种化学键和官能团信息的方法    。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

漂白粉是一种常用的消毒剂。
(1)工业上生产漂白粉反应的化学方程式为:________________                   __,漂白粉的有效成分为             。
(2)某探究小组从市场上购买了一袋包装破损的漂白粉,对该漂白粉的成分进行探究。根据下列试剂,设计实验方案,进行实验。请在答题卡上完成实验报告。
限选试剂:2mol·L-1NaOH溶液、2mol·L-1HCl溶液、2mol·L-1HNO3溶液、0.5mol·L-1BaCl2溶液、0.01mol·L-1AgNO3溶液、澄清石灰水、石蕊试液、酚酞试液、蒸馏水。

实验步骤
预期现象与结论
步骤1:取适量漂白粉溶于足量蒸馏水,充分搅拌,静置,过滤,得沉淀和滤液。
 
步骤2:向沉淀加入适量2mol·L-1HCl溶液,将产生的气体通入    
                     
现象:                                 
                                       
结论:                                 
步骤3:取滤液分装A、B两支试管。向A试管,                             
                                     
现象:溶液先变红色,然后褪色。
结论:                                  
                                       
步骤4:向B试管,                
                                   
现象:产生白色沉淀。
结论:                                   
 
(3)探究小组为测定漂白粉中Ca(ClO)2的含量:称取漂白粉bg加水溶解后配制成100mL溶液,准确量取25.00mL于锥形瓶并加入足量盐酸和KI溶液,充分反应后,溶液中的游离碘用0.1000mol/L的Na2S2O3溶液滴定,滴定2次,平均消耗Na2S2O3溶液20.00mL。则该漂白粉中Ca(ClO)2的质量分数为_____________                             _。(只列算式,不做运算,已知:Mr[Ca(ClO)2]="143" ;Ca(ClO)2+4HCl=2Cl2↑+CaCl2+2H2O,2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

NaCl和NaClO在酸性条件下可发生反应:ClO-+Cl-+2H+ = Cl2↑+H2O,某学习小组拟研究消毒液(主要成分为NaCl和NaClO)的变质情况。
(1)此消毒液中NaClO可吸收空气中的CO2生成NaHCO3和HClO而变质。写出化学反应方程式                                                                 。
(2)取适量消毒液放在试管中,加入足量一定浓度的硫酸,有气体放出。通过以下装置检验气体的成分可以判断消毒液是否变质。

限选试剂:98%浓硫酸、1%品红溶液、1.0 mol·L-1 KI-淀粉溶液、1.0 mol·L-1NaOH、澄清石灰水、饱和NaCl溶液
请完成下列实验方案。

   所加试剂
           预期现象和结论
试管A中加足量①          ;
试管B中加1%品红溶液;
试管C中加②              。
若A中溶液变蓝色,B中溶液不退色,C中溶液变浑浊。则消毒液部分变质;
③                          则消毒液未变质;
④                        则消毒液完全变质。
 
(3)用滴定法测定消毒液中NaClO的浓度。实验步骤如下:
①量取 25.00mL消毒液放入锥形瓶中,加入过量的a mol·L-1 Na2SO3溶液b mL;
②滴定分析。将c mol·L-1的酸性KMnO4溶液装入           (填酸式或碱式)滴定管中;KMnO4和剩余的Na2SO3发生反应。当溶液由无色变成浅红色,且保持半分钟内红色不退时,停止滴定,记录数据。重复滴定实验2次,平均消耗酸性KMnO4溶液v mL;
滴定过程中涉及的反应有:NaClO + Na2SO3 = NaCl+ Na2SO4 ;
2KMnO4 + 5Na2SO3+ 3H2SO4 = K2SO4 + 2MnSO4 + 5Na2SO4 + 3H2O
③计算。消毒液中NaClO的浓度为        mol·L-1(用含a、b、c、v的代数式表示)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某铜矿石中铜元素含量较低,且含有铁、镁、钙等杂质离子。某小组在实验室中用浸出-萃取法制备硫酸铜:

(1)操作I为_______。操作II用到的玻璃仪器有烧杯_______
(2)操作II、操作III的主要目的是_______、富集铜元素。
(3)小组成员利用CuSO4溶液与Na2CO3溶液混合反应,制备环保型木材防腐剂Cu2(OH)2CO3悬浊液。多次实验发现所得蓝色悬浊液颜色略有差异,查阅资料表明,可能由于条件控制不同使其中混有较多Cu(OH)2或Cu4(OH)6SO4。
已知Cu(OH)2、Cu2(OH)2CO3、Cu4((OH)6SO4均难溶于水,可溶于酸;分解温度依次为 80℃、200℃、300℃。
设计实验检验悬浊液成分,完成表中内容。
限选试剂:2mol?L-1HCl、1 mol?L-1H2SO4、0.1 mol?L-1NaOH、0.1 mol?L-1 BaCl2、蒸馏水。仪器和用品自选。

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:取少量悬浊液,过滤,充分洗涤后,取滤渣于试管中,_______________________________________________________________
说明悬浊液中混__________________________________________,有Cu4( OH)6SO4。
步骤2:另取少量悬浊液于试管中,____________________________
______________,
说明悬浊液中混有Cu( OH) 2。
 
(4)上述实验需要100mL 0.5 mol?L-1的CuSO4溶液,配制时需称取_______gCuSO4?5H2O (化学式量:250)。

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下列实验装置图及实验用品均正确的是(部分夹持仪器未画出) (      )

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

实验桌上只有烧碱、盐酸、铜片、大理石、蒸馏水五种试剂,从欠缺试剂的角度来看(实验仪器齐全),无法进行的实验项目是(  )

A.制取氢气 B.制取碳酸钠 C.制取氯化铜 D.测定盐酸的浓度

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