【題目】人造金剛石酸洗廢液中含有大量的Ni2+、Mn2+、Co2+等離子.某廠技術人員設計了如下方案,使上述離子的濃度降低到排放標準,且得到了純度較高的鎳粉. Ⅰ.廢液組成:
金屬元素 | Ni | Mn | Co | Fe | Cu | Zn |
濃度(gL﹣1) | 45 | 15 | 7.5 | ≤0.1 | ≤0.05 | ≤0.05 |
Ⅱ.處理方案:
(1)步驟1:調(diào)節(jié)pH:向強酸性溶液中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH到2. 此步驟中工業(yè)上不直接使用飽和Na2CO3溶液來調(diào)節(jié)溶液的pH的原因可能是 .
(2)步驟2:除去Mn2+、Co2+離子:在攪拌下加入適量飽和Na2CO3溶液和NaClO溶液并控制pH≤3.5,過濾. ①Mn2+反應生成MnO2同時放出CO2 , 寫出此反應的離子方程式: .
②Co2+反應生成Co(OH)3沉淀同時放出CO2 , 寫出此反應的離子方程式:;
Ni2+可反應生成Ni(OH)3沉淀,Co2+可使Ni(OH)3轉(zhuǎn)化為Co(OH)3沉淀,寫出Ni(OH)3轉(zhuǎn)化為Co(OH)3的離子方程式: .
③此步驟中必須控制好NaClO溶液的用量,其原因可能是 .
(3)步驟3:回收鎳 以鉛片為陽極,鎳鉻鈦不銹鋼片為陰極,電解步驟2中所得濾液,在陰極得到鎳
粉.電解過程中電流效率與pH的關系如圖所示,分析圖表,回答下列問題:
①pH較低時,電流效率低的原因可能是: .
②電解的最佳pH范圍是:(填序號).
A.3.0~3.5 B.3.5~4.0
C.4.0~4.5 D.4.5~5.0.
【答案】
(1)產(chǎn)生大量的CO2不利于工業(yè)生產(chǎn)
(2)Mn2++ClO﹣+CO32﹣=MnO2↓+Cl﹣+CO2↑;2Co2++ClO﹣+2CO32﹣+3H2O=2Co(OH)3↓+Cl﹣+2CO2↑;Co2++Ni(OH)3=Co(OH)3↓+Ni2+;Mn2+ , Co2+沉淀完全而Ni2+不被沉淀
(3)產(chǎn)生大量氫氣;C
【解析】解:步驟1:飽和Na2CO3溶液能與酸反應生成二氧化碳氣體,產(chǎn)生大量的CO2不利于工業(yè)生產(chǎn),所以答案是:產(chǎn)生大量的CO2不利于工業(yè)生產(chǎn); 步驟2:①Mn2+被ClO﹣氧化成+4價的Mn,以MnO2的形式被除去,ClO﹣被還原成Cl﹣ , 同時放出CO2 , 離子方程式為:Mn2++ClO﹣+CO32﹣=MnO2↓+Cl﹣+CO2↑,
所以答案是:Mn2++ClO﹣+CO32﹣=MnO2↓+Cl﹣+CO2↑;②Co2+被ClO﹣氧化成+3價的Co,以Co(OH)3的形式被除去,ClO﹣被還原成Cl﹣ , 同時放出CO2 , 離子方程式為:2Co2++ClO﹣+2CO32﹣+3H2O=2 Co(OH)3↓+Cl﹣+2CO2↑,Ni2+可反應生成Ni(OH)3沉淀,Co2+可使Ni(OH)3轉(zhuǎn)化為Co(OH)3沉淀,離子方程式為:Co2++Ni(OH)3=Co(OH)3↓+Ni2+ , 所以答案是:2Co2++ClO﹣+2CO32﹣+3H2O=2 Co(OH)3↓+Cl﹣+2CO2↑;Co2++Ni(OH)3=Co(OH)3↓+Ni2+;③Ni(Ⅲ)和Co(Ⅲ)都有很強的氧化性,但Ni(Ⅲ)非常不穩(wěn)定,氧化性比Co(Ⅲ)化合物的氧化性強,因此只要ClO﹣適量,即使Ni2+被氧化生成了三價鎳的化合物,也會被未參加反應的Co2+、Mn2+還原為Ni2+ , 因此防止Ni2+被沉淀的方法就是控制ClO﹣的用量,所以答案是:Mn2+ , Co2+沉淀完全而Ni2+不被沉淀;步驟3:從圖中曲線變化趨勢可以看出,當溶液酸性較大時,電解效率很低,隨著pH的增大,電解效率增大,但是當pH>4.5后,電解率與溶液pH變化不明顯.因此此處要重點分析pH較小時電解效率不高,以及pH較大時電解效率也不高的原因.由于H+、Ni2+都能在電極的陰極放電,所以當pH較小,也即[H+]較大時,將產(chǎn)生大量的氫氣,造成電解效率較低.當pH較大時,由于Ni2+生成了難溶物,溶液中[Ni2+]減小,也造成電解效率低.因此,從圖中可以看出來,最佳的pH范圍大約為4.0~4.5.
所以答案是:①產(chǎn)生大量氫氣;②C.
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【題目】完成下題
(1)已知:2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1;
2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H2 , 則△H1△H2
(2)在298K、100kPa時,已知:
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H1
2HCl(g)═Cl2(g)+H2(g)△H2
4HCl(g)+O2(g)═2Cl2(g)+2H2O(g)△H3
則△H3與△H1和△H2的關系是:△H3=
(3)消除氮氧化物的污染對環(huán)境至關重要,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染.已知一定條件下:
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣574kJmol﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=﹣1160kJmol﹣1
則該條件下,用CH4還原NO2至N2的熱化學方程式為:
(4)乙烯是石油裂解氣的主要成分之一,25℃、101kPa時,1g乙烯燃燒生成CO2氣體與液態(tài)水,放出50.5kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為 .
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【題目】利用下列實驗裝置進行的相應實驗,不能達到實驗目的是( )
A.用圖1所示裝置可制取氨氣
B.用圖2所示裝置可分離CH3CH2OH和CH3COOC2H5混合液
C.用圖3所示裝置可制取乙烯并驗證其易被氧化
D.用圖4所示裝置可說明濃H2SO4具有脫水性、強氧化性,SO2具有漂白性、還原性
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【題目】按要求書寫熱化學方程式(是離子反應的也可用離子方程式表示).
(1)表示強酸和強堿中和熱的熱化學方程式: .
(2)火箭推進器常以氣態(tài)聯(lián)氨(N2H4)為燃料、液態(tài)過氧化氫為助燃劑進行熱能提供.反應過程中生成的氣體可參與大氣循環(huán).測得當反應過程中有1mol水蒸氣生成時放出161kJ的熱量.試寫出反應過程中的熱化學方程式: .
(3)由氫氣和氧氣反應生成1mol水蒸氣.放熱241.8kJ.寫出該反應的熱化學方程式: . 若1g水蒸氣轉(zhuǎn)化成液態(tài)水放熱2.5kJ,則反應H2(g)+ O2(g)═H2O的△H=kJmol﹣1 , H2的燃燒熱為 .
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【題目】25°C時,用2a molL﹣1NaOH溶液滴定1.0L2a molL﹣1氫氟酸溶液,得到混合液中HF、F一的物質(zhì)的量與溶液pH的變化關系如圖所示.下列說法正確的是 ( )
A.pH=3時,溶液中:c(Na+)<c(F一)
B.c(F一)>c(HF)時,溶液一定呈堿性
C.pH=4時,溶液中:c(HF)+c(Na+)+c(H+)﹣c(OH﹣)<2amolL﹣1
D.pH=3.45時,NaOH溶液恰好與HF完全反應
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【題目】氫氧燃料電池用于航天飛船,電極反應產(chǎn)生的水,經(jīng)冷凝后可作為航天員的飲用水,其電極反應如下:①2H2+4OH﹣-4e﹣=4H2O,②O2+2H2O+4e﹣=4OH﹣ 當?shù)玫?.8L飲用水時,電池內(nèi)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)約為( 。
A.1.8mol
B.3.6mol
C.100mol
D.200mol
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【題目】下列說法正確的是( 。
A.古代的鎏金工藝利用了電解原理
B.“丹砂(HgS)燒之成水銀,積變又還成丹砂”互為可逆反應
C.古代所用“鼻沖水”為氨水,其中含有5種微粒
D.“凡酸壞之酒,皆可蒸燒”中涉及蒸餾操作
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【題目】下列實驗事故的處理方法正確的是
A. 實驗桌上的酒精燈傾倒了燃燒起來,馬上用濕布撲滅
B. 不慎將酸或堿液濺入眼內(nèi),立即閉上眼睛,用手揉擦。
C. 皮膚上濺有較多的濃硫酸,趕緊用水沖洗。
D. 衣服沾上大量的濃氫氧化鈉溶液,需將此衣服浸泡在盛稀鹽酸的盆中。
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【題目】下列不屬于取代反應的是
A. 乙酸乙酯的水解反應
B. 甲烷在光照條件下與氯氣發(fā)生反應
C. 苯與濃硫酸和濃硝酸的混合液共熱
D. 在銅作催化劑的條件下,乙醇與氧氣反應
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