【題目】Ni為第Ⅷ 族元素,在許多工業(yè)生產(chǎn)中都有涉及。

已知草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)難溶于水,工業(yè)上從廢鎳催化劑(成分主要為Ni,含有一定量的Al2O3、Fe、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的流程如圖所示:

已知:①相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表:

金屬離子

Fe3+

Fe2+

Al3+

Ni2+

開(kāi)始沉淀的pH

1.1

5.8

3.0

6.8

完全沉淀的pH

3.2

8.8

5.0

9.5

Ksp(CaF2)=1.46×10-10 ③當(dāng)某物質(zhì)濃度小于1.0×10-5 mol/L時(shí),視為完全沉淀

(1)請(qǐng)寫(xiě)出一種能提高酸浸速率的措施________________。

(2)試劑a是一種綠色氧化劑,寫(xiě)出“氧化”時(shí)反應(yīng)的離子方程式__________________________。

(3)pH的調(diào)控范圍為 __________________,濾渣Ⅱ的成分為_____________________________。

(4)寫(xiě)出“沉鎳”時(shí)反應(yīng)的離子方程式___________________________________________,證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象是______________________________________,當(dāng)Ca2+沉淀完全時(shí),溶液中c(F)>_____________ mol/L(寫(xiě)出計(jì)算式即可)。

(5)操作a的內(nèi)容是____________________________________________。

【答案】把廢鎳催化劑粉碎,或適當(dāng)加熱,適當(dāng)增大酸的濃度或攪拌2Fe2++2H+ +H2O2=2Fe3++2H2O5.0≤pH<6.8Fe(OH)3和Al(OH)3Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O4·2H2O取適量上層清液放入試管中,繼續(xù)滴加(NH42C2O4溶液,無(wú)沉淀生成過(guò)濾、洗滌、干燥

【解析】

廢鎳催化劑(成分主要為Ni,含有一定量的Al2O3、Fe、SiO2、CaO等),用硫酸溶解,SiO2不與硫酸反應(yīng),過(guò)濾得到濾液中含有NiSO4、FeSO4、Al2(SO43、CaSO4及過(guò)量的硫酸,試劑a是一種綠色氧化劑,所以加入 的是加入H2O2Fe2+氧化為Fe3+,加入Ni(OH)2調(diào)節(jié)pH,使pH大于5.0小于6.8,F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀、Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,過(guò)濾除去,濾液中含有NiSO4、CaSO4,向?yàn)V液中加入NH4F,除去Ca2+,過(guò)濾,再向?yàn)V液中加入(NH42C2O4,得到草酸鎳沉淀,再過(guò)濾、洗滌、干燥得草酸鎳晶體,據(jù)此分析。

廢鎳催化劑(成分主要為Ni,含有一定量的Al2O3、Fe、SiO2、CaO等),用硫酸溶解,SiO2不與硫酸反應(yīng),過(guò)濾得到濾液中含有NiSO4、FeSO4、Al2(SO43、CaSO4及過(guò)量的硫酸,試劑a是一種綠色氧化劑,所以加入 的是加入H2O2Fe2+氧化為Fe3+,加入Ni(OH)2調(diào)節(jié)pH,使pH大于5.0小于6.8,F(xiàn)e3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀、Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,過(guò)濾除去,濾液中含有NiSO4、CaSO4,向?yàn)V液中加入NH4F,除去Ca2+,過(guò)濾,再向?yàn)V液中加入(NH42C2O4,得到草酸鎳沉淀,再過(guò)濾、洗滌、干燥得草酸鎳晶體,(1)根據(jù)影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素可知,提高浸出率,可把廢鎳催化劑粉碎或適當(dāng)加熱、適當(dāng)增大硫酸濃度、攪拌等;

(2)根據(jù)上面的分析可知,試劑aH2O2,所以氧化時(shí)反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

(3)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知,pH5.0時(shí),Fe3+、Al3+沉淀完全,pH6.8時(shí)Ni2+開(kāi)始沉淀,所以pH的調(diào)控范圍為5.0≤pH<6.8,其反應(yīng)的原理為:加入Ni(OH)2調(diào)節(jié)消耗溶液中的氫離子,促使Fe3+、Al3+的水解平衡右移,使Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的沉淀,濾渣Ⅱ的成分為Fe(OH)3Al(OH)3;

(4)“沉鎳時(shí)反應(yīng)的離子方程式為Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O42H2O,證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象是取上層清液,繼續(xù)滴加(NH4)2C2O4溶液,無(wú)沉淀生成;當(dāng)Ca2+沉淀完全時(shí),即c(Ca2+)<10-5mol/L,根據(jù)Ksp(CaF2)=1.46×10-10,可知溶液中c2(F-)> mol/L,c(F-)>;

(5)根據(jù)上面的分析可知,操作a的內(nèi)容是過(guò)濾、洗滌、干燥。

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】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)

3c、d、e、g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a、c、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】已知甲、乙、丙、 X 是4種中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì),其轉(zhuǎn)化關(guān)系符合下圖(部分產(chǎn)物已略去)。下列說(shuō)法中,正確的是

A. 若甲為單質(zhì)鐵,則丙一定為FeCl3

B. 若甲為強(qiáng)堿,則X一定為CO2

C. 若乙是一種白色膠狀沉淀,則甲溶液中一定含有Al3+

D. 若甲為單質(zhì),則此關(guān)系中涉及的反應(yīng)一定都是氧化還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】科學(xué)家最近研制出可望成為高效火箭推進(jìn)劑的 N(NO2)3,如圖。已知該分子中N-N-N 鍵角都是108.1°,下列有關(guān) N(NO2)3 的說(shuō)法不正確的是( )

A. 該分子中既含有非極性鍵又含有極性鍵

B. 分子中四個(gè)氮原子不共平面

C. 該物質(zhì)既有氧化性又有還原性

D. 15.2g 該物質(zhì)含有6.02×1022個(gè)原子

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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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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】全世界每年被腐蝕損耗的鋼鐵量非常驚人,在潮濕空氣中發(fā)生吸氧腐蝕是鋼鐵腐蝕的主要原因。

(1)在潮濕空氣中,鋼鐵發(fā)生吸氧腐蝕時(shí)的正極反應(yīng)式為________________________。

(2)已知草酸分解的化學(xué)方程式為:H2C2O4CO↑ + CO2↑ + H2O,下列裝置中,可用作草酸分解制取氣體的是________________。

(3)某實(shí)驗(yàn)小組利用草酸分解產(chǎn)生的CO和鐵銹反應(yīng)來(lái)測(cè)定鐵銹樣品的組成(假定鐵銹中只有Fe2O3· nH2O和Fe兩種成份),實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示。

①為得到干燥、純凈的CO氣體,洗氣瓶A、B中盛放的液態(tài)試劑依次可能是_______、________(填答案編號(hào))。

a. 濃硫酸 b.澄清的石灰水 c. 氫氧化鈉溶液 d. 無(wú)水氯化鈣

②在點(diǎn)燃C處酒精燈之前應(yīng)進(jìn)行的操作是:(a)檢查裝置氣密性;(b)____________。

③E裝置的作用是___________________________________________________________ 。

④準(zhǔn)確稱(chēng)量樣品10.00g置于硬質(zhì)玻璃管中,充分反應(yīng)后冷卻、稱(chēng)量(假設(shè)每步均完全反應(yīng)),硬質(zhì)玻璃管中剩余固體質(zhì)量為8.32 g,D中濃硫酸增重0.72 g,則n =_____________。

⑤在本實(shí)驗(yàn)中,下列情況會(huì)使測(cè)定結(jié)果n偏大的是__________(填答案編號(hào))。

a.缺少裝置B   b.缺少裝置E   c.反應(yīng)后的固體中有少量Fe2O3·nH2O

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】W、X、Y、Z四種短周期元素在周期表中的相對(duì)位置如圖所示。W、X、Y、Z原子的最外層電子數(shù)之和為21。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是

A. 元素X的單質(zhì)能與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿反應(yīng)

B. W的氫化物水溶液可以用于刻蝕玻璃

C. 氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:W>Y

D. 簡(jiǎn)單陰離子的還原性:W>Z

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某稀溶液中含有4 mol KNO3和2.5 mol H2SO4,向其中加入1.5 mol Fe,充分反應(yīng)(已知NO被還原為NO),最終溶液體積為1L。下列說(shuō)法正確的是( )

A. 反應(yīng)后生成NO的體積為33.6 L (標(biāo)況)

B. 所得溶液中c(Fe2+)∶c(Fe3+)=1∶2

C. 所得溶液中c(NO)=2.75 mol·L-1

D. 所得溶液中的溶質(zhì)只有FeSO4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列解釋事實(shí)的化學(xué)方程式不正確的是

A. 盛放燒堿溶液的試劑瓶不能用玻璃塞:SiO2 + 2NaOH Na2SiO3 + H2O

B. 氫氧化銅溶于過(guò)量氨水:Cu(OH)2 + 4NH3 [Cu(NH3)4](OH)2

C. 鐵在潮濕的環(huán)境中生銹:3Fe + 4H2O(g) Fe3O4 + 4H2

D. 向煤中加入石灰石可減少煤燃燒時(shí)SO2的排放:2CaCO3+O2+2SO22CaSO4+2CO2

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