【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(diǎn)。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:①NiSNi(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+。

③離子濃度≤10-5mol·L-1時(shí),離子沉淀完全。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)為提高酸溶時(shí)鎳元素的浸出率,所采取的的措施為____(寫(xiě)1種)。

2一次堿析時(shí),加入的NaOH溶液需過(guò)量,則含鉻微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______。

3氨解的目的為__氨解時(shí)需要控制低溫原因是______。

4氧化時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____

5二次堿浸時(shí),若使溶液中的Ni2+沉淀完全,則需維持c(OH-)不低于_____。(已知:Ni(OH)2Ksp=2×10-15,≈1.4)。

6)若在流程中完成系列操作。則下列實(shí)驗(yàn)操作中,不需要的是____(填下列各項(xiàng)中序號(hào))

【答案】廢鎳催化劑粉碎、增大硫酸濃度、升溫一種合理即可 實(shí)現(xiàn)鎳元素和鐵元素的分離或除去鐵元素 防止氨水分解生成氨氣,脫離反應(yīng)體系,不利于生成[Ni(NH3)6]2+ 3NiS+8HNO3()=3Ni(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O 1.42×10-5mol·L-1 cd

【解析】

廢鎳催化劑(主要成分為NiCO3SiO2,含少量Fe2O3、Cr2O3)經(jīng)酸溶得到硫酸鎳、硫酸鐵、硫酸鉻溶液,二氧化硅不溶于硫酸為濾渣I的主要成分;向?yàn)V液中加入過(guò)量氫氧化鈉溶液得到氫氧化鎳沉淀、氫氧化鐵沉淀、偏鉻酸鈉溶液,偏鉻酸鈉溶液為濾液I的主要成分;向沉淀中加入NH4Cl-氨水的混合液,氫氧化鐵沉淀不溶于此溶液,為濾渣II的主要成分,氫氧化鎳沉淀溶于此溶液得到[Ni(NH3)6]2+溶液;向溶液中通入H2S,生成NiS沉淀;向沉淀中滴入稀硝酸得到硝酸鎳;向硝酸鎳中加入氫氧化鈉溶液得到氫氧化鎳沉淀;向沉淀中加入硫酸得到硫酸鎳;在經(jīng)過(guò)系列操作得到NiSO4·7H2O,據(jù)此解答本題。

1)為提高酸溶時(shí)鎳元素的浸出率,可將廢鎳催化劑粉碎增加反應(yīng)接觸表面積、增大硫酸濃度、升溫等措施,

故答案為:廢鎳催化劑粉碎、增大硫酸濃度、升溫一種合理即可;

2)根據(jù)信息可知,Cr(OH)3是兩性氫氧化物,性質(zhì)類似于氫氧化鋁,鉻離子與少量氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鉻,若氫氧化鈉過(guò)量,則過(guò)量的氫氧化鈉與氫氧化鉻反應(yīng)生成偏鉻酸鈉,故一次堿析時(shí),加入的NaOH溶液需過(guò)量,則含鉻微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:

故答案為:;

3)廢鎳催化劑中的鐵元素在一次堿析時(shí)轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵,由于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+,則氨解的目的是實(shí)現(xiàn)鎳元素和鐵元素的分離或除去鐵元素;加熱條件下,氨會(huì)揮發(fā),因此控制低溫的原因是:防止氨水分解生成氨氣,脫離反應(yīng)體系,不利于生成[Ni(NH3)6]2+,

故答案為:實(shí)現(xiàn)鎳元素和鐵元素的分離或除去鐵元素;防止氨水分解生成氨氣,脫離反應(yīng)體系,不利于生成[Ni(NH3)6]2+;

4氧化時(shí)發(fā)生的反應(yīng)是稀硝酸和NiS的反應(yīng),根據(jù)流程圖反應(yīng)生成S,則稀硝酸中氮元素由+5價(jià)降低到+2價(jià)生成NONiS中的硫元素由-2價(jià)升高到0價(jià)生成S單質(zhì),根據(jù)得失電子守恒和原子守恒,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:3NiS+8HNO3()=3Ni(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O,

故答案為:3NiS+8HNO3()=3Ni(NO3)2+2NO↑+3S↓+4H2O;

5)氫氧化鎳中存在溶解平衡,Ka=c(Ni2+)×c2(OH-),根據(jù)信息,離子濃度≤10-5mol·L-1時(shí),離子沉淀完全,則2×10-15=10-5×c2(OH-),解得c(OH-)=1.4×10-5mol/L,則若使溶液中Ni2+沉淀完全,需維持c(OH-)不低于1.4×10-5mol/L

故答案為:1.42×10-5mol·L-1;

6系列操作的目的是從NiSO4溶液中得到NiSO4·7H2O,其操作包括:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,故不需要的操作為cd,

故答案為:cd。

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】吸附了氫氣的納米碳管等材料制作的二次電池原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(  )

A.充電時(shí),陰極的電極反應(yīng)為Ni(OH)2OHe=NiO(OH)H2O

B.放電時(shí),負(fù)極的電極反應(yīng)為H22e2OH=2H2O

C.放電時(shí),OH移向鎳電極

D.充電時(shí),將電池的碳電極與外電源的正極相連

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】25 ℃,c(HCN)+c(CN-)=0.1 mol·L1的一組HCNNaCN的混合溶液,溶液中 c(HCN)、c(CN-)pH的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)離子濃度關(guān)系敘述正確的是( )

A. 0.1 mol·L1 HCN 溶液和 0.1 mol·L1NaCN溶液等體積混合(忽略溶液體積變化)c(Na)>c(HCN)>c(CN)>c(OH)>c(H)

B.W 點(diǎn)表示溶液中:c(Na)=c(HCN)+c(CN-)

C.pH=8的溶液中:c(Na)+c(H)+c(HCN)=0.1 mol·L-1+c(OH-)

D.0.3 mol·L1 HCN溶液和0.2 mol·L1NaOH溶液等體積混合(忽略溶液體積變化)c(CN-)+3c(OH-)=c(HCN)+3c(H)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知AgClKsp=1.8×10-10。常溫下在100 mL 0.01 mol·L-1 KCl溶液中,加入1 mL0.01 mol·L-1 AgNO3溶液,下列說(shuō)法正確的是 (  )

A.AgCl沉淀析出B.無(wú)AgCl沉淀析出

C.無(wú)法確定D.有沉淀但不是AgCl

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】XY、ZM 均為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)物質(zhì),一定條件下它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系(其它產(chǎn)物已略去)。下列說(shuō)法中不正確的是(

A. M 是單質(zhì)鐵,則 Z 溶液可能是 FeCl2 溶液

B. M 是氫氧化鈉,則 X 水溶液呈酸性

C. M 是氧氣,則 X、Z 的相對(duì)分子質(zhì)量可能相差 48

D. M 是強(qiáng)氧化性的單質(zhì),則 X 可能是金屬鋁

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧,活化過(guò)程的能量變化模擬計(jì)算結(jié)果如圖所示,活化氧可以快速氧化二氧化硫。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 氧分子的活化包括O-O鍵的斷裂與C-O鍵的生成

B. 每活化一個(gè)氧分子放出0.29eV的能量

C. 水可使氧分子活化反應(yīng)的活化能降低0.42eV

D. 炭黑顆粒是大氣中二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫的催化劑

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溶液中可能含有離子:K+Na+、Fe2+、Fe3+SO32-、SO42-,且溶液中各離子的物質(zhì)的量相等,將此溶液分為兩份,一份加高錳酸鉀溶液,現(xiàn)象為紫色褪去,另一份加氯化鋇溶液,產(chǎn)生了難溶于水的沉淀。下列說(shuō)法正確的是(

A.若溶液中含有硫酸根,則可能含有K+

B.若溶液中含有亞硫酸根,則一定含有K+

C.溶液中可能含有Fe3+

D.溶液中一定含有Fe2+SO42-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一定溫度下,密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0。測(cè)得vSO2)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如圖所示。其中在t2時(shí)刻改變了某個(gè)條件,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(

A. t1時(shí)平衡常數(shù)K1小于t3時(shí)平衡常數(shù)K2

B. t1時(shí)平衡混合氣的M1 >t3時(shí)平衡混合氣的M2

C. t2時(shí)刻改變的條件可能是:升溫或縮小容器體積

D. t1時(shí)平衡混合氣中的SO3的體積分?jǐn)?shù)等于t3時(shí)平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】為比較Fe3Cu2對(duì)H2O2分解的催化效果,某化學(xué)研究小組的同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題:

(1)定性如圖甲可通過(guò)觀察________________現(xiàn)象,定性比較得出結(jié)論。有同學(xué)提出將CuSO4改為CuCl2更為合理,其理由是________________

(2)定量如圖乙所示,實(shí)驗(yàn)時(shí)均以生成40mL氣體為準(zhǔn),其它可能影響實(shí)驗(yàn)的因素均已忽略。圖中儀器A的名稱為________________,實(shí)驗(yàn)中需要測(cè)量的數(shù)是________________

(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下放出氣體的體積和時(shí)間的關(guān)系如圖所示。A、B、CD各點(diǎn)反應(yīng)速率由快到慢的順序?yàn)?/span>________。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案