mol·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).">

【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:

相關離子生成氫氧化物的pH和相關物質(zhì)的溶解性如下:

金屬離子

開始沉淀時的pH

沉淀完全時的pH

Fe3+

1. 1

3.2

Fe2+

5.8

8.8

Al3+

3.0

5.0

Ni2+

6.7

9.5

物質(zhì)

20℃時溶解性(H2O)

CaSO4

微溶

NiF

可溶

CaF2

難溶

NiCO3

Ksp= 1.0×10-5

(1)NH4F的電子式為____________

(2)將含鎳原料粉碎的目的是____________。

(3)調(diào)節(jié)pH步驟中,溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是____________。

(4)濾渣1和濾渣3主要成分的化學式分別是____________、_____________。

(5)寫出氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應的離子方程式_____________。

(6)酸浸過程中,lmol NiS失去6NA個電子,同時生成兩種無色有毒氣體。寫出該反應的化學方程式:_______________。

(7)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_______________min。

(8)沉鎳過程中,若c(Ni2+)=2.0 mol·L-1,欲使100 mL該濾液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5span>mol·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)。

【答案】 提高鎳的浸出率 5.0pH<6.7 SiO2 CaSO4、CaF2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O NiS+H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2+2NO+2H2O 70 120 31.8

【解析】原料經(jīng)粉碎處理后進行酸浸以提取目標元素鎳,但是雜質(zhì)元素鋁、鐵、鈣也會進入溶液,二氧化硅不溶于酸成為濾渣;浸出液中亞鐵離子經(jīng)雙氧水氧化為鐵離子后,加堿調(diào)節(jié)pH,將浸出液中的鐵離子和鋁離子沉淀,再加氟化銨將鈣離子沉淀,過濾,向濾液中加碳酸鈉沉鎳,過濾,用醋酸將濾渣溶解后分離得醋酸鎳。

(1)NH4F的電子式為 。

(2)將含鎳原料粉碎的目的是增大反應接觸面積加快化學反應速率,使反應充分發(fā)生,提高鎳的浸出率 。

(3)調(diào)節(jié)pH步驟中,溶液pH控制在鐵離子和鋁離子完全沉淀、但是鎳離子不能沉淀的范圍,所以調(diào)節(jié)范圍是5.0≤pH<6.7 。

(4)由表中數(shù)據(jù)可知,硫酸鈣微溶、氟化鈣難溶,所以濾渣1和濾渣3主要成分的化學式分別是CaSO4、CaF2 。

(5)氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應的離子方程式2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 。

(6)酸浸過程中,lmol NiS失去6NA個電子,同時生成兩種無色有毒氣體,由此可知S的化合價從-2升高到+4,稀硝酸被還原為一氧化氮,該反應的化學方程式為NiS+H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2↑+2NO+2H2O 。

(7)由圖像可知, 溫度為70℃和90℃酸浸時間為120min,鎳的浸取率都達到了最高,所以最佳溫度與時間分別為70 ℃、120 min,選用較低的溫度可節(jié)約能源。

(8)沉鎳過程中,若c(Ni2+)=2.0 mol·L-1,欲使100 mL該濾液中的Ni2+(物質(zhì)的量為0.2mol)沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],反應消耗0.2mol Na2CO3,同時需使溶液中c(CO32-)≥ = =1mol/L,則需要加入Na2CO3固體的物質(zhì)的量最少為0.3mol(沉淀0.2mol鎳離子需要0.2mol Na2CO3,還得溶解0.1mol使溶液中c(CO32-)≥1mol/L),則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為31.8 g。

練習冊系列答案
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(2)化合物Ⅰ的含氧管能團名稱為______________。

(3)C→D的反應類型是_____________ E→F的反應類型是_________________。

(4)寫出B與CuO反應的化學方程式:_________________________。

(5)同時滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體共有________種,寫出其中核磁共振其氫譜中有7 組吸收峰的結(jié)構(gòu)簡式:________。

I.分子中含有結(jié)構(gòu)

II.能與NaHCO3溶液反應產(chǎn)生CO2

(6)根據(jù)已有知識并結(jié)合相關信息,寫出以為有機原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任選,可選擇適當有機溶劑)。________合成路線流程示例如下:

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Ⅱ.Ca(NO2)2能被酸性KMnO4溶液氧化成NO3-,MnO4-被還原為Mn2+。

Ⅲ.在酸性條件下,Ca(NO2)2能將I-氧化為I2,S2O32-能將I2還原為I-。

【制備氮氧化物】

(1)甲組同學擬利用如下左圖所示裝置制備氮氧化物。

①儀器X、Y的名稱分別是______________、______________。

②裝置B中逸出的NO與NO2的物質(zhì)的量之比為1∶1,則裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為_____________________ ,若其他條件不變,增大硝酸的濃度,則會使逸出的氣體中n(NO2)__________n(NO)(填“>”或“<”)。

【制備Ca(NO2)2

⑵乙組同學擬利用裝置B中產(chǎn)生的氮氧化物制備Ca(NO2)2,裝置如上右圖。

①裝置C中導管末端接一玻璃球的作用是________________。

②裝置D的作用是______________;裝置E的作用是________________。

【測定Ca(NO2)2的純度】

⑶丙組同學擬測定Ca(NO2)2的純度(雜質(zhì)不參加反應),可供選擇的試劑:

a.稀硫酸 b. c1mol·L-1的KI溶液 c.淀粉溶液

d.c2mol·L-1的Na2S2O3溶液 e.c3mol·L-1 的酸性 KMnO4 溶液

①利用Ca(NO2)2的還原性來測定其純度,可選擇的試劑是______________(填字母)。

②利用Ca(NO2)2的氧化性來測定其純度的步驟:準確稱取mgCa(NO2)2樣品放入錐形瓶中,加適量水溶解,__________________(請補充完整實驗步驟)。

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