18.(14分)
从废催化剂中回收金属可实现金属的循环利用,某废催化剂的主要成分为含有镍、
铝、铁等元素组成的化合物,一种该废催化剂回收利用工艺的部分流程如图所示:
Na2CO3
调pH1、
+滤液1过滤
→勃姆石一焙烧一→YA12O)
废催陪烧
水浸、
过滤
→滤渣Ⅱ
化剂
滤渣I→浸出
氧化、
滤液Ⅱ
调pH3、
调pH2
过滤
培烧NiO
试剂
滤渣Ⅲ
已知:该废催化剂中铝元素以αA12O的形式存在;“焙烧”后镍、铁变成相应的氧化
物;加入盐酸调“pH,”=10可获得完整晶型的勃姆石(A1OOH)。
回答下列问题:
(1)基态Ni原子价层电子的轨道表示式为
(2)写出“调pH”时反应的离子方程式:
(3)“浸出”时所加“试剂”为
,“氧化”的目的为
(4)若常温下“滤液Ⅱ”中Ni+的浓度约为0.01mol·L-1,当“pH3”=7.5时,刚好会
有Ni(OH)2析出,因此“pH3”至少应大于
,才能使溶液中Ni+沉淀完
全(当离子浓度<1×10-5mol·L-1时认为该离子已完全沉淀)。
(5)勃姆石焙烧得到的YA12O将用于制备催化剂,已知在以下4种不同焙烧温度下
所得的Y-A12O3比表面积大小如图所示,则最佳的焙烧温度为
(填
图中数据)。
190
150
0500600700.800.
焙烧温度/℃
(6)超细氧化镍是一种用途广泛的功能材料,其晶胞结构如图所示:
①晶胞中原子A坐标参数为(0,0,0),B为(1,,),则原子C的坐标参数为一
②人工制备的NiO晶体常存在缺陷,个别N+会被N3+代替,但晶体依旧呈电中性,
某氧化镍组成为Nio.96O,则该晶体中Ni+与N3+的离子个数之比为
化学试题第6页(共8页)
19.(14分)
联氨(N2H)又称肼,是一种应用广泛的化工原料,可用作火箭燃料。
回答下列问题:
(1)N2H4的电子式为
,N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是
(2)N2H4、N2O4常用作火箭发射推进剂中的反应物质。
已知:①2O2(g)+N2(g)=N2O4(I)△H1;②N2(g)+2H2(g)=N2H(1)△H2;
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)△H3;④2N2H4(I)+N2O(I)—3N2(g)+4H,O(g)△H4.
上述反应热效应之间的关系式为△H4=
(用含△H1、△H2、
△H3的代数式表示)。
,(3)已知联氨为二元弱碱,常温下联氨的水溶液中存在平衡:N2H4十H2O一N2H
+OH-K1;N2H+H2O→N2H+十OH-K2。常温下将盐酸滴加到联氨(N2H4)
的水溶液中,混合溶液中微粒的分布分数6(X)随一1gc(OH-)变化的关系如图所示[已
知:X的分布分数6(X)=
c(X)
c(H)+c(NHg)+c(NH*),X表示N,H,或N,H时或
N2 H+]:
5(X)
1.oN滨
N2H
0.8
0.6
0.4
0.2
3.06.09.012.015.018.0-1gc(0H)
①K2=
②a点溶液的c(OH-)=
③N2HCI在溶液中水解的离子方程式为
(4)N2H4和氧气反应的产物随温度的不同而发生变化,在相同时间内测得N2H4和
氧气反应产物的产率随温度变化的曲线如图所示:
100
400900温度/℃
①下列说法正确的是
(填选项字母)。
A.温度低于400℃时,肼和氧气发生的主要反应中反应物反应的物质的量之比为1:1
B.T℃下,若只发生反应N2H4(g)+2O2(g)三2NO(g)+2H2O(g),反应达到平衡
时,增大容器体积,SNO变大
c(O2)
C.温度高于900℃时,N2与NO的产率降低,但是反应速率加快了
D.温度高于900℃时,NO和N2的产率降低的原因一定是平衡逆向移动
②1200℃时,向某1L恒容密闭容器中充入1.10mol肼和2.50mol氧气,发生反应
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)和N2H4(g)+2O2(g)=2NO(g)+2H2O(g),平
衡时若生成0.40 mol NO,0.10molN2,则反应N2H4(g)+2O2(g)=2NO(g)+
2H2O(g)的平衡常数K=
mol·L-1。
化学试题第7页(共8页)