题目内容
【题目】我国双氧水(蒽醌法)生产厂家每年都会排放一定量的废镍触媒(主要含有金属镍,还含有Fe、Ca、Mg等杂质)。以其为原料制备NiSO4的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)废镍触媒灼烧的目的是___________________________。
(2)“酸浸”时,提高镍的浸取率的措施有_________(填字母)。
a.金属镍废料进行“粉碎” b.用硫酸多次浸取
c.浸取时间缩短一半 d.适当升高温度
(3)“氧化”时发生反应的n(Fe2+) ∶n( H2O2) =_________,滤渣B的主要成分的化学式为_________。
(4)已知溶液中c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol·L-1 即除铁完全,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39。利用氨水调节溶液pH 可以将铁除去。若测得溶液的pH=3.5,则溶液中的铁是否完全除去? _______________________(列式计算)。
(5)“溶解”过程中反应的离子方程式为_____________________________________。
【答案】 除去废镍触媒中有机物 abd 2∶1 MgF2、CaF2 =
=1×10-7.5<1.0×10-5,铁已完全除去 NiCO3+2H+=Ni2++CO2↑+H2O
【解析】试题分析:由流程可知,废料经灼烧后,再水洗,然后用硫酸浸取,加双氧水把亚铁离子氧化,加入氨水把铁离子沉淀,加氟化铵沉淀钙离子和镁离子,加碳酸钠沉镍,过滤后,把碳酸镍用硫酸溶解,得到硫酸镍溶液,最后分离提纯得到产品。
(1)灼烧废镍触媒的目的是除去废镍触媒中有机物。
(2)“酸浸”时,a.金属镍废料进行“粉碎”,可以使废料反应更充分; b.用硫酸多次浸取也可以使废料充分反应,提高浸取率;c.浸取时间缩短一半,浸取率会变小; d.适当升高温度,可以使反应更充分,提高了废料的浸取率。综上所述,提高镍的浸取率的措施有abd。
(3)根据化合价升降法,可以判断“氧化”时发生反应的n(Fe2+)∶n(H2O2)=2∶1,滤渣B的主要成分的化学式为MgF2、CaF2。
(4)已知溶液中c(Fe3+)≤1.0×10-5mol·L-1即除铁完全,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39。利用氨水调节溶液pH可以将铁除去。若测得溶液的pH=3.5,则溶液中的c(F3+) =1×10-7.5<1.0×10-5,所以,铁已完全除去。
(5)“溶解”过程中碳酸镍与稀硫酸反应的离子方程式为NiCO3+2H+=Ni2++CO2↑+H2O。
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【题目】锰及其化合物在生产、生活中有许多用途。在实验室中模拟工业利用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量SiO2、Fe2O3和Al2O3等)制备金属锰等物质,设计流程如下:
己知:Mn2+有较强的还原性,在空气中能被氧气氧化,碳酸锰在空气中高温加热固体产物为Mn2O3;部分氢氧化物的Ksp(近似值)如下表。
物质 | Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 |
Ksp | 10-13 | 10-17 | 10-39 | 10-33 |
(1)“酸浸”前需将软锰矿粉碎的目的是_____________;酸浸过程MnO2发生反应的离子方程式为_________________。
(2)向滤液I中需先加A物质,再加B物质,若加入的物质均为非金属化合物的溶液,则A为(填物质的名称)_________,B为(填物质的名称)________。滤渣II的成分是_______(填物质的化学式)。
(3)“酸浸”需适宜的酸浓度、液固比、酸浸温度等,其中浸取率随酸浸时间的变化如图所示:
当浸取时间超过4h时,锰浸取率反而减小,其原因是______________。
(4)测得滤液I中c(Mn2+)=0.1mo/L,则加入B调节溶液pH范围为______。(已知:当某种离子浓度小于1×10-5mo/L时,可认为其沉淀完全。结果保留两位小数)
(5)“沉锰”过程中加入氨水的目的是(从化学平衡移动的角度解释)______________。
(6)写出由MnCO3为原料制备金属锰的过程中所涉及的化学方程式:____________。