11. (2025·山东烟台节选)某化学兴趣小组利用工业废镍材料(含有金属镍及少量${Fe}$、${Cu}$、${Fe_{2}O_{3}}$)回收金属镍(${Ni}$),设计流程如图所示(部分产物略去)。
回答下列问题。

【查阅资料】① “转化”过程中发生的反应:
${2FeSO_{4} + H_{2}SO_{4} + H_{2}O_{2} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 2H_{2}O}$;② “除铁”过程中,可以通过调节溶液pH,使溶液中的硫酸铁生成${Fe(OH)_{3}}$沉淀,而硫酸镍不生成沉淀。
(1) “酸浸”过程中${Ni}$与稀硫酸反应的化学方程式是
(2) “置换”过程中,生成镍的化学方程式为
回答下列问题。
【查阅资料】① “转化”过程中发生的反应:
${2FeSO_{4} + H_{2}SO_{4} + H_{2}O_{2} = Fe_{2}(SO_{4})_{3} + 2H_{2}O}$;② “除铁”过程中,可以通过调节溶液pH,使溶液中的硫酸铁生成${Fe(OH)_{3}}$沉淀,而硫酸镍不生成沉淀。
(1) “酸浸”过程中${Ni}$与稀硫酸反应的化学方程式是
${Ni +H_{2}SO_{4}=NiSO_{4} +H_{2}\uparrow}$
,此反应的基本反应类型是置换反应
。酸浸后,滤渣的成分是铜
。(2) “置换”过程中,生成镍的化学方程式为
${Fe +NiSO_{4}=FeSO_{4} +Ni}$
。铁粉能置换出镍,说明铁的金属活动性比镍的强
。答案
11. (1)${Ni +H_{2}SO_{4}=NiSO_{4} +H_{2}\uparrow}$ 置换反应 铜 (2)${Fe +NiSO_{4}=FeSO_{4} +Ni}$ 强
解析:(1)“酸浸”过程中${Ni}$与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,反应的化学方程式是${Ni +H_{2}SO_{4}=NiSO_{4} +H_{2}\uparrow}$,此反应的基本反应类型是置换反应。酸浸后,滤渣的成分是铜,是因为铜和稀硫酸不反应。(2)“置换”过程中,铁和硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍,反应的化学方程式是${Fe +NiSO_{4}=FeSO_{4} +Ni}$。铁粉能置换出镍,说明铁的金属活动性比镍的强。
解析:(1)“酸浸”过程中${Ni}$与稀硫酸反应生成硫酸镍和氢气,反应的化学方程式是${Ni +H_{2}SO_{4}=NiSO_{4} +H_{2}\uparrow}$,此反应的基本反应类型是置换反应。酸浸后,滤渣的成分是铜,是因为铜和稀硫酸不反应。(2)“置换”过程中,铁和硫酸镍反应生成硫酸亚铁和镍,反应的化学方程式是${Fe +NiSO_{4}=FeSO_{4} +Ni}$。铁粉能置换出镍,说明铁的金属活动性比镍的强。
12. 新素养 科学探究与实践 将光亮的镁条放入一定量稀盐酸中,产生大量气泡,一段时间后出现沉淀。
(1) 产生气泡的化学方程式为
过滤、洗涤、干燥后得到灰白色固体。对灰白色固体成分作如下探究。
【作出猜想】固体可能是① 剩余的${Mg}$;② ${MgCl_{2}}$晶体;③ ${Mg}$和${MgCl_{2}}$晶体。
【实验探究1】
(2) Ⅰ. 取固体样品,加入稀盐酸,无气泡产生,则猜测
Ⅱ. 称取等质量的灰白色固体和${MgCl_{2}}$晶体分别放入等温、等量水中,灰白色固体不溶解而${MgCl_{2}}$晶体
【实验探究2】
【查阅资料】① 镁与饱和氯化镁溶液反应时,会生成灰白色碱式氯化镁${[Mg_{x}(OH)_{y}Cl_{z}]}$,其不溶于水,能与盐酸反应;② 无水硫酸铜粉末遇水变蓝。
(3) 准确称取5.38 g样品,充分加热至固体质量不再减小,将产生的气体通入如图装置,测定固体的组成。

【现象】实验中观察到装置A中固体变蓝,说明有
【数据】充分反应后的剩余固体为${MgO}$,其质量为3.20 g,装置A增重0.72 g。
【计算】碱式氯化镁的化学式为
(1) 产生气泡的化学方程式为
${Mg +2HCl=MgCl_{2} +H_{2}\uparrow}$
。过滤、洗涤、干燥后得到灰白色固体。对灰白色固体成分作如下探究。
【作出猜想】固体可能是① 剩余的${Mg}$;② ${MgCl_{2}}$晶体;③ ${Mg}$和${MgCl_{2}}$晶体。
【实验探究1】
(2) Ⅰ. 取固体样品,加入稀盐酸,无气泡产生,则猜测
①③
(填序号)不成立。Ⅱ. 称取等质量的灰白色固体和${MgCl_{2}}$晶体分别放入等温、等量水中,灰白色固体不溶解而${MgCl_{2}}$晶体
全部溶解
,则猜测②不成立。【实验探究2】
【查阅资料】① 镁与饱和氯化镁溶液反应时,会生成灰白色碱式氯化镁${[Mg_{x}(OH)_{y}Cl_{z}]}$,其不溶于水,能与盐酸反应;② 无水硫酸铜粉末遇水变蓝。
(3) 准确称取5.38 g样品,充分加热至固体质量不再减小,将产生的气体通入如图装置,测定固体的组成。
【现象】实验中观察到装置A中固体变蓝,说明有
水(或${H_{2}O}$)
生成。装置B中滤纸变红
(填现象),说明生成了${HCl}$。【数据】充分反应后的剩余固体为${MgO}$,其质量为3.20 g,装置A增重0.72 g。
【计算】碱式氯化镁的化学式为
${Mg_{2}(OH)_{3}Cl}$
。答案
12. (1)${Mg +2HCl=MgCl_{2} +H_{2}\uparrow}$ (2) ①③ 全部溶解 (3)【现象】水(或${H_{2}O}$) 滤纸变红
【计算】${Mg_{2}(OH)_{3}Cl}$
解析:(3)【现象】根据资料②可知,无水硫酸铜遇水变蓝,装置A中固体变蓝,说明有水生成。${HCl}$水溶液显酸性,能使紫色石蕊变红,则可观察到滤纸变红。【计算】由于生成的氧化镁的质量为3.2 g,水的质量为0.72 g,则${HCl}$的质量为$5.38\ \mathrm{g}-3.2\ \mathrm{g}-0.72\ \mathrm{g}=1.46\ \mathrm{g}$,则生成的氧化镁、水、${HCl}$的分子个数比为$\dfrac{3.2\ \mathrm{g}}{40}:\dfrac{0.72\ \mathrm{g}}{18}:\dfrac{1.46\ \mathrm{g}}{36.5}=2:1:1$,根据元素守恒,则碱式氯化镁中镁、氢、氯原子的个数比为$2:(1×2+1):1=2:3:1$,则其化学式为${Mg_{2}(OH)_{3}Cl}$。
【计算】${Mg_{2}(OH)_{3}Cl}$
解析:(3)【现象】根据资料②可知,无水硫酸铜遇水变蓝,装置A中固体变蓝,说明有水生成。${HCl}$水溶液显酸性,能使紫色石蕊变红,则可观察到滤纸变红。【计算】由于生成的氧化镁的质量为3.2 g,水的质量为0.72 g,则${HCl}$的质量为$5.38\ \mathrm{g}-3.2\ \mathrm{g}-0.72\ \mathrm{g}=1.46\ \mathrm{g}$,则生成的氧化镁、水、${HCl}$的分子个数比为$\dfrac{3.2\ \mathrm{g}}{40}:\dfrac{0.72\ \mathrm{g}}{18}:\dfrac{1.46\ \mathrm{g}}{36.5}=2:1:1$,根据元素守恒,则碱式氯化镁中镁、氢、氯原子的个数比为$2:(1×2+1):1=2:3:1$,则其化学式为${Mg_{2}(OH)_{3}Cl}$。
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