题目内容

【题目】以红土镍矿(含NiO及铁、镁、硅的氧化物等)为原料制备Ni(OH)2的工艺流程如图:

1酸浸时,H2SO4稍过量的目的是___

2氧化时,Fe2+发生反应的离子方程式为___

3沉铁时生成黄钠铣矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀.该反应的化学方程式为___

4沉镁时,需综合考虑镁去除率和镍损失率。不同pH下镁去除率和镍损失率如图所示。

①应控制反应体系的pH约为___(填字母)。

A.5.0 B.6.0 C.6.5

②巳知Ksp(MgF2)=7.4×10-11。要使沉镁所得滤液中c(Mg2+)7.4×10-7mol·L-1,则应控制滤液中c(F-)不低于___

5沉镍所得滤液中,可循环使用的主要溶质为___(填化学式)。

【答案】提高铁和镍元素的浸出率 2H++2Fe2++H2O2===2Fe3++2H2O 3Fe2(SO4)3+Na2SO4+6H2O+6MgO===Na2Fe6(SO4)4(OH)12+6MgSO4 B 0.01mol·L1 Na2SO4

【解析】

红土镍矿加硫酸溶液酸浸时,除硅的氧化物外,其他均溶解,因此滤渣1为硅的氧化物,而滤液1中含Fe2+Mg2+Ni2+Fe2+H2O2溶液氧化成Fe3+,沉铁时投入硫酸钠和氧化镁,发生反应3Fe2(SO4)3+Na2SO4+6H2O+6MgO===Na2Fe6(SO4)4(OH)12+6MgSO4,再加NaF溶液沉镁后经过滤得到Mg(OH)2[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]的沉淀,所得滤液再加NaOH可得Ni(OH)2

(1)酸浸时,H2SO4稍过量可提高铁和镍元素的浸出率,故答案为:提高铁和镍元素的浸出率;

2Fe2+H2O2溶液氧化成Fe3+,反应方程式为:2H++2Fe2++H2O2===2Fe3++2H2O

3)根据上述分析,沉铁时生成黄钠铣矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]的化学方程式为:3Fe2(SO4)3+Na2SO4+6H2O+6MgO===Na2Fe6(SO4)4(OH)12+6MgSO4

4)根据图像可知,镁去除率最高和镍损失率最低的综合pH6.5,故选B

5Ksp(MgF2)=c(Mg2+)·c2(F)=7.4×10-11,要使沉镁所得滤液中c(Mg2+)≤7.4×10-7mol·L-1c2(F) ,故答案为:0.01mol·L1

6沉镍所得滤液中主要含Na2SO4,故循环利用的主要成分为Na2SO4

练习册系列答案
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【题目】工业废弃物的资源化回收再利用,可以更大限度地发挥原材料的价值。某教师在指导学生做研究性学习时,拟利用废铁屑在实验室制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,相对分子质量为392]。硫酸亚铁铵晶体比一般亚铁盐稳定,在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。

(1)废铁屑的净化:将废铁屑投入10%的碳酸钠溶液中并加热5~10min,通过倾析法弃去纯碱溶液,并用蒸馏水洗净废铁屑,待用。

(2)酸浸净化后的废铁屑:将2gFe粉、10mL3mol·L-1的H2SO4溶液加入烧瓶中反应,用如图所示装置制备FeSO4溶液。保持温度70~80℃,适当添加水以补充被蒸发掉的水分,并控制溶液的pH,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量。

①反应过程中会产生少量H2S、PH3等气体,需使用封闭装置。写出用CuSO4溶液吸收H2S气体的化学反应方程式:____________________________

②反应过程中使用过量铁粉的目的是____________________________

(3)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O:向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中,析出晶体。

实验中,需对过滤出产品的母液(pH<1)进行处理。室温下,分别取母液并向其中加入指定物质,反应后的溶液中主要存在的一组离子正确的是_____ (填序号)。

A.通入过量Cl2:Fe2+、H+、NH4+、Clˉ、SO42ˉ

B.加入过量KSCN溶液:K+、NH4+、Fe3+、SO42ˉ、SCNˉ

C.加入过量NaOH溶液:Na+、Fe2+、NH4+、SO42ˉ、OHˉ

D.加入过量NaClO和NaOH的混合溶液:Na+、SO42ˉ、Clˉ、ClOˉ、OHˉ

(4)产品纯度测定:称取ag产品溶于水,配制成500mL溶液,取25.00mL待测液,用浓度为cmol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。重复上述操作2次实验结果如下:

该产品的纯度为____________________________(用含a、c的代数式表示)。

有同学提出,测定产品中SO42ˉ的含量也可测定产品的纯度,请补充完整实验方案:称取约0.4g样品,溶于70mL水,__________________________________________________,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据(实验中必须使用的试剂有:2mol·L-1的HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。

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