【題目】醋酸鎳((CH3COO)2Ni]是一種重要的化工原料。一種以含鎳廢料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)為原料,制取醋酸鎳的工藝流程圖如下:

相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如下表:

(1)粉碎含鎳廢料的作用__________________________________

(2)酸浸過(guò)程中,l molNiS失去6NA個(gè)電子,同時(shí)生成兩種無(wú)色有毒氣體。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___

(3)寫(xiě)出氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____。

(4)調(diào)節(jié)pH除鐵、鋁步驟中,溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是____。

(5)濾渣3主要成分的化學(xué)式是____。

(6)沉鎳過(guò)程中,若c(Ni2+)= 2.0 mol.L-1,欲使100 mL該濾液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5 mol·L-1],則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為____g(保留一位小數(shù))。

(7)保持其他條件不變,在不同溫度下對(duì)含鎳廢料進(jìn)行酸浸,鎳浸出率隨時(shí)間變化如圖。酸浸的最佳溫度與時(shí)間分別為____℃、______min。

【答案】加快化學(xué)反應(yīng)速率,提高鎳的浸出率 NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O 2Fe2+H2O2+2H═2Fe3+2H2O 5.0≤pH<6.7 CaF2 31.8 70 120

【解析】

含鎳廢料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎,加硫酸和硝酸酸浸,過(guò)濾,濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣,浸出液含有Ni2Fe2、Al3Ca2,加H2O2把亞鐵離子氧化為Fe3,然后加NaOH調(diào)節(jié)pH,使Al3Fe3轉(zhuǎn)化為沉淀,同時(shí)Ni2不能轉(zhuǎn)化為沉淀,所以調(diào)節(jié)pH的范圍5.0≤pH6.7,過(guò)濾,濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁,濾液中含有Ni2Ca2,再加氟化銨,生成CaF2沉淀,過(guò)濾,濾渣3CaF2,濾液中加碳酸鈉生成NiCO3沉淀,過(guò)濾,濾渣中加醋酸溶解,生成(CH3COO2Ni溶液,然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到(CH3COO2Ni固體。

1)將含鎳原料粉碎可以加快化學(xué)反應(yīng)速率,提高鎳的浸出率;

2)酸浸過(guò)程中,1mol NiS被硝酸氧化失去6NA個(gè)電子,同時(shí)生成兩種無(wú)色有毒氣體,則生成NOSO2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O

3)溶液中的亞鐵離子不容易轉(zhuǎn)化為沉淀,加H2O2把亞鐵離子氧化為Fe3,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2+H2O2+2H═2Fe3+2H2O;

4)調(diào)節(jié)pH使Al3、Fe3轉(zhuǎn)化為沉淀,同時(shí)Ni2不能轉(zhuǎn)化為沉淀,根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,調(diào)節(jié)pH的范圍為5.0≤pH6.7;

5)由流程以及物質(zhì)的溶解性分析可知,濾渣3CaF2

6)已知NiCO3Ksp=1.0×10-5,使100ml該濾液中的Ni2沉淀物完全,即[cNi2≤10-5mol·L-1],則溶液中cCO32=Ksp/c(Ni2)=1.0×10-5/10-5mol·L1=1.0mol·L1,與Ni2反應(yīng)的nCO32=cV=2mol·L1×0.1L=0.2mol,則加入的碳酸鈉的總物質(zhì)的量nCO32=0.2mol+1.0mol·L1×0.1L=0.3mol,所以m=nM=0.3mol×106g·mol1=31.8g;

(7)由圖象可知,為70℃、120min時(shí),酸浸出率最高;

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】生活中處處有化學(xué)。請(qǐng)根據(jù)你所學(xué)過(guò)的化學(xué)知識(shí),判斷下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

A.醫(yī)療上常用體積分?jǐn)?shù)為70%~75%的酒精作消毒劑

B.為防止流感傳染,可將教室門窗關(guān)閉后,用食醋熏蒸,進(jìn)行消毒

C.海鮮、肉類等食品用福爾馬林浸泡防腐保鮮

D.碘沾在手上立即用酒精洗滌

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(摩爾質(zhì)量376g/mol)是一種氧氣吸收劑,紅棕色晶體,易被氧化;易溶于鹽酸,微溶于乙醇,難溶于水和乙醚。其制備裝置(已省略加熱及支持裝置)和步驟如下:

①檢查裝置氣密性,往三頸燒瓶中依次加入過(guò)量鋅粉,200mL0.200mol/LCrC13溶液。

②關(guān)閉k2打開(kāi)k1,旋開(kāi)分液漏斗的旋塞并控制好滴速。

③待三頸燒瓶?jī)?nèi)的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{(lán)色(Cr2+)時(shí),把溶液轉(zhuǎn)移到裝置乙中。當(dāng)出現(xiàn)大量紅棕色晶體時(shí),關(guān)閉分液漏斗的旋塞。

④將裝置乙中混合物快速過(guò)濾、洗滌和干燥,稱量得到11.28g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O

(1)裝置甲中連通管a的作用是________,如何檢驗(yàn)甲裝置的氣密性是否良好?__________。

(2)生成紅棕色晶體的離子反應(yīng)方程式____________________________

(3)步驟③中溶液自動(dòng)轉(zhuǎn)移至裝置乙中的實(shí)驗(yàn)操作為________________。

(4)裝置丙的作用是________________。

(5)為得到純凈干燥的產(chǎn)品,洗滌時(shí)按使用的先后順序選用下列洗滌劑__________(填序號(hào))。

①乙醚 ②蒸餾水(煮沸冷卻) ③無(wú)水乙醇 ④鹽酸

(6)本實(shí)驗(yàn)中[Cr(CH3COO)2]2·2H2O的產(chǎn)率是______________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下圖是氧氣氧化某濃度Fe2+為Fe3+過(guò)程的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是

A. pH=1.5時(shí)氧化率一定比pH=2.5時(shí)大

B. 其他條件相同時(shí),80℃的氧化率比50℃大

C. Fe2+的氧化率僅與溶液的pH和溫度有關(guān)

D. 該氧化過(guò)程的離子方程式為:Fe2++O2+4H+=Fe3++2H2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】自來(lái)水常用二氧化氯(ClO2)來(lái)殺菌消毒,它能轉(zhuǎn)化為可溶性氯化物,市場(chǎng)上有些不法商販為牟取暴利,用自來(lái)水冒充純凈水出售,為辨別純凈水的真?zhèn),你想選用的化學(xué)試劑是(

A.氯化鋇溶液B.石蕊試液C.硝酸銀溶液D.氫氧化鈉溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下表是元素周期表中的一部分元素,用元素符號(hào)或化學(xué)式回答下列問(wèn)題:

1h元素在周期表中的位置是_______;

2)表中所列元素中,金屬性最強(qiáng)的是____;元素最高價(jià)含氧酸酸性最強(qiáng)的是____;(填化學(xué)式)

3cd、eg中,離子半徑最小的是____;(填離子符號(hào))

4ab化合時(shí)形成_____鍵;ad化合時(shí)形成______鍵;

5)由ac、d形成的化合物的電子式為__________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某學(xué);瘜W(xué)學(xué)習(xí)小組為探究二氧化氮的性質(zhì),按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)裝置甲中盛放濃硝酸的儀器A的名稱是 ,該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,裝置乙、丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象分別是 ;裝置丙中的試管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 。

(3)為了探究NO的還原性,可以在裝置丁的導(dǎo)氣管C中通入一種氣體,通入的這種氣體的名稱是

(4)取下裝置丙中的試管D,在其中滴加FeSO4溶液,溶液變?yōu)?/span> 色,為了證明鐵元素在該反應(yīng)中的產(chǎn)物,可以再在溶液中滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)?/span> 色。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】氯氣可用于制取漂白劑和自來(lái)水消毒。

(1)將氯氣通入水中制得氯水,氯水可用于漂白,其中起漂白作用的物質(zhì)是________(填寫(xiě)化學(xué)式)。

(2)“84”消毒液也可用于漂白,其工業(yè)制法是控制在常溫條件下,將氯氣通入NaOH溶液中,反應(yīng)的離子方程式為______________________。

(3)同學(xué)們探究“84”消毒液在不同pH下使紅紙褪色的情況,做了如下實(shí)驗(yàn):

步驟1:將5 mL市售“84”消毒液稀釋100倍,測(cè)得稀釋后溶液的pH=12;

步驟2:將稀釋后溶液各20 mL分別加入3個(gè)潔凈的小燒杯中;

步驟3:用H2SO4溶液將3個(gè)燒杯內(nèi)溶液的pH分別調(diào)至10、74。(溶液體積變化忽略不計(jì))

步驟4:在3個(gè)燒杯中分別放入大小相同的紅紙,觀察現(xiàn)象,記錄如下:

燒杯

溶液的pH

現(xiàn)象

a

10

10 min后,紅紙基本不褪色;4 h后紅紙褪色

b

7

10 min后,紅紙顏色變淺;4 h后紅紙褪色

c

4

10 min后,紅紙顏色變得更淺;4 h后紅紙褪色

已知,溶液中Cl2、HClOClO-物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(α)隨溶液pH變化的關(guān)系如下圖所示:

①由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可獲得以下結(jié)論:溶液的pH4~10范圍內(nèi),pH越大,紅紙褪色________

②結(jié)合圖像進(jìn)行分析,b、c兩燒杯中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象出現(xiàn)差異的原因是________。

(4)由于氯氣會(huì)與自來(lái)水中的有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)生成對(duì)人體有害的物質(zhì),人們嘗試研究并使用新的自來(lái)水消毒劑,如ClO2氣體就是一種新型高效含氯消毒劑。

①一種制備ClO2的方法是用SO2通入硫酸酸化的NaClO3溶液中,反應(yīng)的離子方程式為________

②另一種制備ClO2的方法是用NaClO3與鹽酸反應(yīng),同時(shí)有Cl2生成,產(chǎn)物中Cl2體積約占1/3,每生成0.5 mol ClO2,轉(zhuǎn)移________mol e-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】A、B、C、D、E都是短周期主族元素,原子序數(shù)依次增大,B、C同周期,A、D同主族。A、B能形成兩種液態(tài)化合物甲和乙,原子個(gè)數(shù)比分別為2∶1和1∶1,E元素形成的簡(jiǎn)單離子是同周期元素中離子半徑最小的。根據(jù)以上信息回答下列問(wèn)題:

(1)甲、乙兩分子中含有非極性共價(jià)鍵的物質(zhì)的電子式是__________________,C元素在周期表中的位置是_________________________;

(2)C和D的離子中,半徑較小的是_____________;(填離子符號(hào))。

(3)將D的單質(zhì)投入甲中,待D消失后再向上述溶液中加入E的單質(zhì),此時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是______________________________________________________;

(4)C、D、E可組成離子化合物DxEC6,其晶胞(晶胞是在晶體中具有代表性的最小重復(fù)單元)結(jié)構(gòu)如下圖所示,陽(yáng)離子D(用○表示)位于正方體的棱的中點(diǎn)和正方體內(nèi)部;陰離子EC6x(用●表示)位于該正方體的頂點(diǎn)和面心。該化合物的化學(xué)式是___________________

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同步練習(xí)冊(cè)答案