【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：

T ℃時相關(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)

T ℃時溶解性(H2O)

Fe3＋

1.1

3.2

CaSO4

微溶

Fe2＋

5.8

8.8

NiF2

可溶

Al3＋

3.0

5.0

CaF2

難溶

Ni2＋

6.7

9.5

NiCO3

Ksp＝1.00×10－5

(1)“酸浸”前將廢料粉碎，其目的是____________________。

(2)調(diào)節(jié)pH步驟中，溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是________________。

(3)濾渣1主要成分的化學式是CaSO4和_____，濾渣3主要成分的化學式______。

(4)寫出氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_______________。

(5)酸浸過程中，1 mol NiS失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體。寫出該反應(yīng)化學方程式：______________________。

(6)沉鎳過程中，若c(Ni2＋)=2.0 mol/L，欲使100 mL該濾液中的Ni2＋沉淀完全[c(Ni2＋)≤1.0×10－5 mol/L]，則需要加入Na2CO3(M=106 g/mol)固體的質(zhì)量最少為_____g。

(7)加入醋酸進行酸溶得到醋酸鎳溶液，一定條件指的是 ________、________過濾、洗滌、干燥得到醋酸鎳產(chǎn)品。

【答案】加快反應(yīng)速度，提高鎳的浸出率 5.0≤pH<6.7 SiO2 CaF2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O NiS+H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O 31.8 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶

【解析】

制取醋酸鎳的工藝流程為：含鎳廢料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎，加硫酸和硝酸酸浸，NiS、Al2O3、FeO、CaO會發(fā)生反應(yīng)，NiS、Al2O3、FeO產(chǎn)生相應(yīng)的鹽進入溶液，SiO2不能反應(yīng)，CaO反應(yīng)后轉(zhuǎn)化為微溶于水的CaSO4，所以反應(yīng)后過濾，濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣，浸出液含有Ni2+、Fe2+、Al3+、Ca2+，加H2O2把溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，然后加NaOH調(diào)節(jié)pH，使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，所以濾渣2為Al(OH)3、Fe(OH)3，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，向溶液中加入NH4F，溶液中的Ca2+與F-會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CaF2沉淀，過濾，濾渣3為CaF2，向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)“酸浸”前將廢料粉碎，其目的是可增大固體接觸面積，從而提高了鎳的浸出率。

(2)H2O2把溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，然后加NaOH調(diào)節(jié)pH，使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，所以濾渣2為Al(OH)3、Fe(OH)3，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。

(3)根據(jù)上述分析可知濾渣1主要成分的化學式是CaSO4和SiO2，向含有Ni2+的濾液中加入NH4F，溶液中的Ca2+與F-會發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生CaF2沉淀，所以濾渣3主要成分的化學式CaF2。

(4)在氧化步驟中，加入H2O2，可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)，把Fe2+氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

(5)在用H2SO4、HNO3進行酸浸過程中，1 mol NiS失去6NA個電子，被氧化產(chǎn)生NiSO4，同時得到SO2、NO兩種無色有毒氣體。該反應(yīng)化學方程式：NiS+H2SO4+2HNO3=NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O。

(6)已知NiCO3的Ksp=1.0×10-5，使100ml該濾液中的Ni2+沉淀物完全，則c(Ni2+)≤10-5mol/L，溶液中c(CO32-)=mol/L=1.0mol/L，與Ni2+反應(yīng)的n(CO32-)=2mol/L×0.1L=0.2mol，則加入的碳酸鈉的總物質(zhì)的量：n(CO32-)=0.2mol+1.0mol/L×0.1L=0.3mol，所以需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少m(Na2CO3)=0.3mol×106g/mol=31.8g；

(7)加入醋酸進行酸溶得到醋酸鎳溶液，將該溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，然后過濾、洗滌、干燥得到醋酸鎳產(chǎn)品。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列有關(guān)敘述中正確的是(　　)

A.等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應(yīng)是后者大

B.達到最強烈爆炸點時，CH4與O2的體積之比等于1：3

C.甲烷與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，其氯代產(chǎn)物與HCl分離可采用水洗法

D.甲烷為正四面體結(jié)構(gòu)而不是平面四邊形結(jié)構(gòu)的事實是：CHCl3只有一種結(jié)構(gòu)

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】某工廠用軟錳礦主要為，含雜質(zhì)和閃鋅礦主要為ZnS，含雜質(zhì)共同生產(chǎn)干電池的原料Zn和，同時獲得一些副產(chǎn)品，工藝流程如下：

已知：硫酸浸取液的主要成分為、、、

“浸取“時發(fā)生的反應(yīng)中，還原產(chǎn)物為______填化學式

“凈化除雜”時，加入的物質(zhì)X可能為______填選項字母

A.B.

“電解”時，發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為______

從，溶液中得到芒硝晶體，需要進行的實驗操作有______、______過濾、洗滌、干燥等

和的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝主要經(jīng)歷礦石焙燒、硫酸浸出、電解等過程，與傳統(tǒng)工藝相比，該工藝流程的優(yōu)點為______

已知：的電離常數(shù)，，的pH______填“或“”在廢水處理領(lǐng)域中常用將轉(zhuǎn)化為MnS除去，向含有廢水中通人一定量的氣體，調(diào)節(jié)溶液的，當濃度為時，開始沉淀，則______。已知：

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】分析下列反應(yīng)并按要求填空。

（1） 鐵與氯氣在一定條件反應(yīng)，寫出化學反應(yīng)方程式 _________________其中氧化劑是____________；發(fā)生氧化反應(yīng)的是____________，當1molFe反應(yīng)時轉(zhuǎn)移_____mol電子

（2）取少量鐵與氯氣反應(yīng)得到的固體溶于水，分裝在兩只試管中，若向其中一支試管滴加KSCN溶液，則溶液變成_____色。向另一支試管滴加NaOH溶液，現(xiàn)象為_________________ 離子反應(yīng)的方程式為______________________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】一定溫度下，向容積固定為a L的密閉容器中充入1 mol X氣體和2 mol Y氣體，發(fā)生反應(yīng)X(g)＋2Y(g) 2Z(g)，此反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的標志是(　　)

A. 容器內(nèi)氣體密度不隨時間變化 B. 容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度不隨時間變化

C. 容器內(nèi)X、Y、Z的濃度之比為1∶2∶2 D. 單位時間內(nèi)消耗0.1 mol X，同時生成0.2 mol Z

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】將含有C．H、O的有機物3.24 g，裝入元素分析裝置，通入足量的O2使它完全燃燒，將生成的氣體依次通過氯化鈣干燥管A和堿石灰干燥管B。測得A管質(zhì)量增加了2.16g，B管增加了9.24g。已知該有機物的相對分子質(zhì)量為108。

（1）燃燒此化合物3.24g，須消耗氧氣的質(zhì)量是多少______？

（2）求此化合物的分子式______？（要有簡單計算過程）

（3）該化合物1分子中存在1個苯環(huán)和1個羥基，試寫出它的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式______。（計算要有文字說明過程）

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】對于苯乙烯（）有下列敘述：① 能使酸性KMnO4溶液褪色；② 能使溴的四氯化碳溶液褪色；③ 可溶于水；④ 可溶于苯中；⑤ 能與濃硝酸發(fā)生取代反應(yīng)；⑥ 所有的原子可能共平面。其中正確的是（ ）

A. ①②③④⑤ B. ①②⑤⑥ C. ①②④⑤⑥ D. 全部正確

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】甲烷催化裂解是工業(yè)上制備乙炔的方法之一�；卮鹣铝袉栴}：

(1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1=－890 kJ·mol－1

C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)　ΔH2=－1 300 kJ·mol－1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)　ΔH3=－572 kJ·mol－1

則2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)　ΔH=________kJ·mol－1。

(2)某科研小組嘗試利用固體表面催化工藝進行CH4的裂解。

①若用和分別表示CH4、C2H2、H2和固體催化劑，在固體催化劑表面CH4的裂解過程如圖所示。從吸附到解吸的過程中，能量狀態(tài)最低的是________(填字母)。

②在恒容密閉容器中充入a mol甲烷，測得單位時間內(nèi)在固體催化劑表面CH4的轉(zhuǎn)化率[α(CH4)]與溫度(t)的關(guān)系如圖所示，t0 ℃后CH4的轉(zhuǎn)化率突減的原因可能是_______。

(3)甲烷分解體系中幾種氣體的平衡分壓(p，單位為Pa)與溫度(t，單位為℃)的關(guān)系如圖所示：

①t1 ℃時，向V L恒容密閉容器中充入0.12 mol CH4，只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)，達到平衡時，測得p(C2H4)=p(CH4)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率為________。(保留3位有效數(shù)字)若改變溫度至t2 ℃，CH4以0.01mol/(L· s)的平均速率增多，則t1________t2(填“>”“=”或“<”)。

②在圖中，t3 ℃時，化學反應(yīng)2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的壓強平衡常數(shù)Kp=____。

(4)工業(yè)上，以石墨為電極，電解亞鐵氰化鉀K4[Fe(CN)6]溶液可以制備鐵氰化鉀{K3[Fe(CN)6]，可用于檢驗Fe2+}，陽極的電極反應(yīng)式為____________。

(5)設(shè)計如圖實驗探究犧牲陽極的陰極保護法原理：

操作

現(xiàn)象

(i)取鐵極附近的溶液于試管中，滴加鐵氰化鉀溶液

無明顯現(xiàn)象

(ii)在U形管鐵極附近滴加鐵氰化鉀溶液

產(chǎn)生藍色沉淀

得出結(jié)論：①鋅______保護鐵；(填“能”或“不能”)

②產(chǎn)生藍色沉淀可以得出鐵被鐵氰化鉀氧化生成______。

查看答案和解析>>

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】高鐵酸鉀(K2FeO4）是新型多功能水處理劑。其生產(chǎn)工藝如下：

回答下列問題：

(1)反應(yīng)①應(yīng)在溫度較低的情況下進行，因溫度較高時NaOH與Cl2反應(yīng)生成NaClO3，寫出溫度較高時反應(yīng)的離子方程式____________。

(2)在溶液I中加入NaOH固體的目的是_______（填字母）。

A．與反應(yīng)液I中過量的Cl2繼續(xù)反應(yīng)，生成更多的NaClO

B．NaOH固體溶解時會放出較多的熱量，有利于提高反應(yīng)速率

C．為下一步反應(yīng)提供堿性的環(huán)境

D.使NaClO3轉(zhuǎn)化為NaClO

(3)反應(yīng)的溫度、原料的濃度和配比對高鐵酸鉀的產(chǎn)率都有影響。圖1為不同的溫度下，不同質(zhì)量濃度的Fe(NO3)3對K2FeO4生成率的影響；圖2為一定溫度下，F(xiàn)e(NO3)3質(zhì)量濃度最佳時，NaClO濃度對K2FeO4的生成率的影響。

工業(yè)生產(chǎn)中最佳溫度為_______，此時Fe(NO3)3與NaClO兩種溶液的最佳質(zhì)量濃度之比為_____。

(4)反應(yīng)③中的離子反應(yīng)方程式為_________________；溶液Ⅱ中加入飽和KOH得到濕產(chǎn)品的原因是__________________。

(5)高鐵酸鉀作為水處理劑是能與水反應(yīng)其離子反應(yīng)是：4FeO42-+l0H2O=4Fe(OH)3（膠體）十3O2↑+8OH-。則其作為水處理劑的原理是：①_______________；②_______________。

查看答案和解析>>

同步練習冊答案