【題目】硫酸鎳是一種重要的化工中間體,是鎳行業(yè)研究的熱點。一種以石油化工中廢鎳催化劑(主要成分為NiCO3SiO2,含少量Fe2O3、Cr2O3)為原料制備硫酸鎳的工業(yè)流程如圖:

已知:①NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均難溶于水,Cr(OH)3是兩性氫氧化物。

Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液,Ni(OH)2溶于NH4Cl-氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。

請回答下列問題:

(1)“酸溶時為了提高浸取率,可采取的措施有________(任寫出一條)。

(2)“濾渣I”的主要成分是_________。

(3)“一次堿析時,加入的NaOH溶液需過量,則含鉻微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。

(4)“氨解的目的為___,凈化時加入的H2S的目的是將鎳元素轉(zhuǎn)化為____沉淀。

(5)“氧化時發(fā)生反應(yīng)的離子方程為________

(6)“二次堿析時,若使溶液中的Ni2+沉淀完全(離子濃度≤10-5mol·L-1時,離子沉淀完全),則需維持c(OH-)不低于_______(已知Ni(OH)2Ksp=2×10-15,≈1.4)。

(7)Fe、Ni為電極制取Na2FeO4的原理如圖所示。通電后,在鐵電極附近生成紫紅色的FeO42-。電解時陽極的電極反應(yīng)式為________,離子交換膜(b)__________(”)離子交換膜。

【答案】升高溫度、將廢鎳催化劑粉碎、攪拌等 SiO2 Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O 除去Fe3+ NiS 3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2O 1.4×10-5mol/L Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O

【解析】

廢鎳催化劑(主要成分為NiCO3SiO2,含少量Fe2O3、Cr2O3)為原料制備硫酸鎳,加入20%的硫酸酸溶,NiCO3、Fe2O3Cr2O3反應(yīng)進入溶液中,SiO2不能反應(yīng),過濾,濾渣Ⅰ為SiO2,濾液加入NaOH溶液進行一次堿析,濾液Ⅰ含有CrO2-,沉淀加入氯化銨、氨水緩沖液,由信息②可知濾渣Ⅱ為Fe(OH)3,過濾得到的濾液含有[Ni(NH3)6]2+凈化時通入的H2S,可以將鎳元素轉(zhuǎn)化為NiS沉淀,加入硝酸氧化,可生成SNi2+,加入氫氧化鈉生成Ni(OH)2,過濾后加入硫酸可得到硫酸鎳,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到硫酸鎳晶體,以此解答該題。

(1)“酸溶時為了提高浸取率,可以先將廢鎳催化劑粉碎,以增大固體表面積,或進行攪拌,并在加熱條件下使廢鎳催化劑與20%硫酸充分反應(yīng)等;

(2)“濾渣Ⅰ主要成分為二氧化硅;

(3)Cr(OH)3難溶于水,Cr(OH)3是兩性氫氧化物,可以與過量的NaOH溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CrO2-,則含鉻微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O;

(4)加入氯化銨和氨水的緩沖液,可生成Fe(OH)3沉淀,同時生成[Ni(NH3)6]2+,達到除去Fe3+的目的;凈化時通入的H2S的目的是將鎳元素轉(zhuǎn)化為NiS沉淀,對應(yīng)的離子方程式為[Ni[Ni(NH3)6]2++H2S=NiS↓+2NH4++4NH3;

(5)“氧化HNO3NiS氧化為S單質(zhì),HNO3被還原為NO,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2O,從而可除去硫,生成鎳離子;

(6)離子濃度≤1×10-5mol/L時,離子沉淀完全,已知Ni(OH)2Ksp=2×10-15,則c(OH-)=mol/L=1.4×10-5mol/L

(7)電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),依據(jù)題意可知鐵在陽極失去電子,堿性環(huán)境下生成高鐵酸根離子FeO42-,陽極的電極反應(yīng)式為:Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O,離子交換膜(b)為陰離子交換膜,可使氫氧根離子進入陽極區(qū)。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化涉及到很多的化學(xué)知識,下列有關(guān)說法錯誤的是

A.日照澄洲江霧開中伴有丁達爾效應(yīng)

B.古劍沈盧以劑鋼為刃,柔鐵為莖干,不爾則多斷折,劑鋼指的是鐵的合金

C.粉身碎骨渾不怕,要留清白在人間指的是物質(zhì)發(fā)生了物理變化

D.煤餅燒蠣房成灰蠣房即牡蠣殼中灰的主要成分為碳酸鈣

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中國傳統(tǒng)文化對人類文明貢獻巨大,古代文獻中記載了古代化學(xué)研究成果。下列敘述不正確的是

A.本草綱目中有冬月灶中所燒薪柴之灰,令人以灰淋汁,取堿浣衣的記載,浣衣過程中涉及水解反應(yīng)

B.本草衍義中對精制砒霜過程有如下敘述:取砒之法,將生砒就置火上,以器覆之,令砒煙上飛著覆器,遂凝結(jié)累然下垂如乳,尖長者為勝,平短者次之。文中涉及的操作方法是干餾

C.夢溪筆談中對寶劍的記載:古人以劑鋼為刃,柔鐵為莖干,不爾則多斷折劑鋼指的是鐵合金,硬度比純鐵大

D.淮南萬畢術(shù)對濕法冶金術(shù)的記載:曾青得鐵則化為銅,文中涉及置換反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)石油和煤是重要的能源物質(zhì),下列說法錯誤的是___

a.石油和煤是不可再生能源

b.煤為混合物,含有苯、甲苯、二甲苯等有機物

c.煤的干餾和石油的分餾都是物理變化

d.煤燃燒及汽車尾氣是造成空氣污染的重要原因

e.以煤、石油為原料可生產(chǎn)塑料、合成橡膠、合成纖維等合成材料

(2)以煤為原料經(jīng)過一系列反應(yīng)可生產(chǎn)乙酸乙酯,其合成路線如下:

C的名稱是______;A→B的反應(yīng)類型是_______

②決定化合物B性質(zhì)的基團名稱是_________。

B→C的化學(xué)方程式為_______________________________。

B+D→乙酸乙酯的化學(xué)方程式為________________________________。

(3)某化學(xué)實驗小組的同學(xué),采用如圖裝置制取乙酸乙酯。

①儀器B的名稱是_______;儀器A中冷卻水的進口是_____(“a”“b”)。

②觀察儀器A的內(nèi)層結(jié)構(gòu),與長直導(dǎo)管相比較,該反應(yīng)裝置的優(yōu)點是_______。

③將乙醇和乙酸按照物質(zhì)的量32混合得到258g混合液,在濃硫酸作用下發(fā)生反應(yīng),乙酸乙酯的產(chǎn)率為50%,則生成的乙酸乙酯的質(zhì)量是_______g。(相對分子質(zhì)量:乙醇—46,乙酸—60,乙酸乙酯—88)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】重鉻酸鉀溶液中存在如下平衡:(1Cr2O72-+H2O2H++2CrO42-,向2mL0.1mol·L-1酸化的K2Cr2O7溶液中滴入適量(NH4)2Fe(SO4)2溶液,發(fā)生反應(yīng):Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O。下列分析正確的是

A. K2Cr2O7溶液加入幾滴濃NaOH溶液,溶液由黃色變成橙黃

B. 氧化性:Cr2O72-Fe3+

C. CrO42-Fe2+在酸性溶液中能大量共存

D. K2Cr2O7溶液中加水稀釋,反應(yīng)(1)平衡向左移動

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以某含鎳廢料(主要成分為NiO,還含有少量FeOFe2O3、CoO、SiO2)為原料制備NixOy和碳酸鈷的工藝流程如下:

1)“酸溶”時需將含鎳廢料粉碎,目的是_________________________________;“濾渣Ⅰ”主要成分為____________________(填化學(xué)式)。

2)“氧化”中添加NaClO3的作用是_______________________,為證明添加NaClO3已足量,可用_______________(寫化學(xué)式)溶液進行檢驗。

3)“調(diào)pH”過程中生成黃鈉鐵釩沉淀,其離子方程式為__________________

4)“沉鈷”過程的離子方程式________________________。若“沉鈷”開始時cCo2+=0.10 mol/L,則控制pH_____________時不會產(chǎn)生Co(OH)2沉淀。(已知Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15,lg2=0.3

5)從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是:加熱濃縮溶液至有晶膜出現(xiàn),______________,過濾,洗滌,干燥!办褵睍r剩余固體質(zhì)量與溫度變化曲線如圖,該曲線中B段所表示氧化物的化學(xué)式為__________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某廠用閃鋅礦制備鋅及顏料 A(紅棕色固體)的工藝流程如下圖所示。(閃鋅礦的主要成分為 ZnS,同時含有 10%的 FeS 及少量 CuS)

已知:①閃鋅礦在焙燒時會生成副產(chǎn)物 ZnFeO4ZnFeO4 不溶于水及硫酸。Fe(HSO3)2 難溶于水。②Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39。

完成下列問題

(1)閃鋅礦粉碎的目的是_______________________________________________________。

(2)“濾液 1”中選用足量的 H2O2,理由是_____________________。假設(shè)“②調(diào)節(jié) pH"前,濾液 1 c(Fe3+)1molL-1 ,則 Fe3+ 完全沉淀時的 pH 至少為____________________。(離子濃度≤ 10-6mol·L-1 規(guī)為完全除去)。

(3)“濾渣 3”的成分為__________________________________ (寫化學(xué)式)。

(4)設(shè)計一種檢驗顏料 A”中是否含有 Fe2+的實驗方案_______________________________________________________。

(5)“氣體 A”浸渣 1”反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以煤為主要原料可以制備乙二醇,相關(guān)工藝流程如下:

1)寫出方法l在催化劑的條件下直接制取乙二醇的化學(xué)方程式_______

2)合成氣在不同催化劑作用下,可以合成不同的物質(zhì)。下列物質(zhì)僅用合成氣為原料就能得到且原子利用率為100%的是_____填字母)。

A.草酸( HOOC-COOH) B.甲醇(CH3OH) C.尿素[CO(NH2)2]

3)工業(yè)上還可以利用天然氣(主要成份為CH4)與C02反應(yīng)制備合成氣。已知:

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ/mol

2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) H=-571.6kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566.0kJ/mol

CH4CO2生成合成氣的熱化學(xué)方程式為____________________。

4)方法2:在恒容密閉容器中投入草酸二甲酯和H2發(fā)生如下反應(yīng):

CH3OOC—COOCH3(g)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g)H=-34kJ/mol

為提高乙二醇的產(chǎn)量和速率,宜采用的措施是___________(填字母)。

A.升高溫度 B.增大壓強 C.增大氫氣濃度

5)草酸二甲酯水解生成草酸:CH3OOC—COOCH3+ 2H2OHOOC—COOH+2CH3OH

①草酸是二元弱酸,可以制備(草酸氫鉀),溶液呈酸性,用化學(xué)平衡原理解釋:__________________

②在一定的溶液中滴加NaOH溶液至中性。下列關(guān)系一定不正確的是_______(填字母)。

A

B

C

6)乙二醇、空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池,加入乙二醇的電極為電源的_____)極,負極反應(yīng)式為_______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某結(jié)晶水合物含有兩種陽離子和一種陰離子。稱取兩份質(zhì)量均為45.3g的該結(jié)晶水合物,分別制成溶液。向其中一份逐滴加入NaOH溶液,開始發(fā)現(xiàn)溶液中出現(xiàn)白色沉淀并逐漸增多;一段時間后有氣體逸出,該氣體有刺激性氣味,能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍,加熱后共計可收集到2.24L該氣體(標準狀況);最后白色沉淀逐漸減少并最終消失。另一份逐滴加入Ba(OH)2溶液,開始現(xiàn)象類似,但最終仍有白色沉淀;過濾,用稀硝酸處理沉淀物,經(jīng)洗滌和干燥,得到白色固體46.6 g

請回答以下問題:

該結(jié)晶水合物中含有的兩種陽離子是________________,陰離子是_________

試通過計算確定該結(jié)晶水合物的化學(xué)式。________

假設(shè)過程中向該溶液中加入的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為5mol·L1,請在下圖中畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系________

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