【題目】醋酸鎳[(CH3COO)2Ni]是一種重要的化工原料。一種以含鎳廢料(NiS、Al2O3FeO、CaOSiO2)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:

金屬離子

開始沉淀的pH

沉淀完全的pH

物質(zhì)

20℃時溶解性(H2O)

Fe3+

1.1

3.2

CaSO4

微溶

Fe2+

5.8

8.8

NiF

可溶

Al3+

3.0

5.0

CaF2

難溶

Ni2+

6.7

9.5

NiCO3

Ksp=9.60×10-6

1調(diào)節(jié)pH 步驟中,溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是________。

2濾渣1和濾渣3 主要成分的化學(xué)式分別是________、________。

3寫出氧化步驟中加入H2O2 發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________

4酸浸過程中,1molNiS失去6 NA個電子,同時生成兩種無色有毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式________。

5沉鎳過程中,c(Ni2+)=2.0 mol·L-1,欲使100 mL該濾液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為________g。(保留小數(shù)點后1位有效數(shù)字)

6保持其他條件不變,在不同溫度下對含鎳廢料進行酸浸,鎳浸出率隨時間變化如圖。酸浸的最佳溫度與時間分別為________。

【答案】 5.0≤pH<6.7 SiO2、CaSO4 CaF2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O NiS+H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O 31.4g 70120min

【解析】含鎳廢料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎,加硫酸和硝酸酸浸,過濾,濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣,浸出液含有Ni2+Fe2+、Al3+、Ca2+,加H2O2把亞鐵離子氧化為Fe3+,然后加NaOH調(diào)節(jié)pH,使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,同時Ni2+不能轉(zhuǎn)化為沉淀,所以調(diào)節(jié)pH的范圍5.0≤pH<6.7,過濾,濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁,濾液中含有Ni2+、Ca2+,再加氟化銨,生成CaF2沉淀,過濾,濾渣3CaF2,濾液中加碳酸鈉生成NiCO3沉淀,過濾,濾渣中加醋酸溶解,生成(CH3COO)2Ni溶液,然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到(CH3COO)2Ni固體。

1.調(diào)節(jié)pH使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,同時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≤pH<6.7,故答案為:5.0≤pH<6.7

2.由上述流程分析可知,濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣,濾渣3CaF2,故答案為:SiO2CaSO4;CaF2

3.氧化步驟中加入H2O2,可將Fe2氧化為Fe3,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O故答案為:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;

4.酸浸過程中,1mol NiS被硝酸氧化失去6NA個電子,同時生成兩種無色有毒氣體,則生成NOSO2,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:NiS+H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O,故答案為:NiS+H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O;

5.已知NiCO3Ksp=9.60×10-6,使100mL該濾液中的Ni2+沉淀完全,即[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],則溶液中cCO32-===0.96mol/L,與Ni2+反應(yīng)的nCO32-=cV=2mol/L×0.1L=0.2mol,則加入的碳酸鈉的總物質(zhì)的量nCO32-=0.2mol+0.96mol/L×0.1L=0.296mol,mNa2CO3=n×M=0.296mol×106g/mol=31.4g,故答案為:31.4;

6.由圖象可知,在70℃、120min時,酸浸出率最高,故答案為:70120min。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】加入氯化鋇溶液后,下列溶液中的離子數(shù)目顯著減少的是(  )

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1A中產(chǎn)生的氣體是___________(填名稱),該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)式__________________________;

2B中實驗現(xiàn)象:_____________________,原因是:__________________________________

3C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________,反應(yīng)類型:______________

4D處點燃時必須進行的操作_________________________________;

5下列說法正確的是_______

A聚乙烯塑料可以用做食品袋、餐具和地膜

B.乙烯分子中所有原子不共面

C高錳酸鉀溶液浸泡過的硅藻土可以保鮮水果

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【題目】18692月,編制并公布了世界上第一張元素周期表的科學(xué)家是(

A.英國的舍勒B.俄國的門捷列夫

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【題目】實驗室制Cl2的反應(yīng)為:MnO2+4HC1(濃) MnCl2+Cl2+2H2O,下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是( )
A.MnO2是還原劑
B.HCl被氧化
C.MnO2發(fā)生氧化反應(yīng)
D.4molHCl參加反應(yīng)則轉(zhuǎn)移4mol電子

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【題目】草木灰中富含鉀鹽,主要成分是碳酸鉀,還含有少量氯化鉀和硫酸鉀,F(xiàn)從草木灰中提取鉀鹽,并用實驗檢驗其中的CO、SOCl。

1從草木灰中提取鉀鹽的實驗操作順序如下:①稱量樣品,②溶解沉降,③________④蒸發(fā),⑤冷卻結(jié)晶。

2在進行③、④操作時,都要用到玻璃棒,其作用分別是:③________;________。

3將制得的少量晶體放入試管,加蒸餾水溶解并把溶液分成三份,分裝在3支試管里。

①在第一支試管里加入稀鹽酸,可觀察有________生成,證明溶液中有________離子。

②在第二支試管里加入足量稀鹽酸后,再加入BaCl2溶液,可觀察到有________生成,證明溶液中有________離子。

③在第三支試管里加入足量Ba(NO3)2溶液,過濾后,再向濾液中加入足量稀硝酸后,再加入AgNO3溶液,可觀察到有________生成,證明溶液中有________離子。

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【題目】醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2·2H2O是一種氧氣吸收劑,為紅棕色晶體,易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易揮發(fā)的有機溶劑)。其制備裝置及步驟如下:

①檢查裝置氣密性,往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粉、適量CrCl3溶液。

②關(guān)閉k2打開k1,旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴速。

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

④將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥,稱量得到2.76 g[Cr(CH3COO)2]2·2H2O。

(1)裝置甲中連通管a的作用是______________________

(2)三頸燒瓶中的Zn除了與鹽酸生成H2外,發(fā)生的另一個反應(yīng)的離子方程式為______________________

(3)實驗步驟③中溶液自動轉(zhuǎn)移至裝置乙中的實驗操作為______________________。

(4)裝置丙中導(dǎo)管口水封的目的是______________________

(5)洗滌產(chǎn)品時,為了去除可溶性雜質(zhì)和水分,下列試劑的正確使用順序是________(填字母)。

a.乙醚 b.去氧冷的蒸餾水 c.無水乙醇

(6)若實驗所取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)3.17 g,則[Cr(CH3COO)2]2·2H2O(相對分子質(zhì)量為376)的產(chǎn)率是______________________。

(7)一定條件下,[Cr(CH3COO)2]2·2H2O受熱得到CO和CO2的混合氣體,請設(shè)計實驗檢驗這兩種氣體的存在________。

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【題目】下列物質(zhì)能導(dǎo)電,但屬于電解質(zhì)的是 ( )

A. 純凈的硫酸 B. KNO3 溶液 C. NH4HCO3 固體 D. 熔融的KCl

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【題目】由短周期元素組成的中學(xué)常見無機物A、B、C、D、E、X存在如下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分生成物和反應(yīng)條件略去)。下列推斷不正確的是

A. A 是單質(zhì),BD 的反應(yīng)是OH-+HCO3-=H2O+ CO32-,則E一定能還原Fe2O3

B. DCO,C能和E反應(yīng),則A一定為Na2O2

C. XNa2CO3,CCO2,則A一定是氯氣,且DE不反應(yīng)

D. D為白色沉淀,與A摩爾質(zhì)量相等,則X一定是鋁鹽

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