【题目】醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、 Al2O3、FeO、CaO、SiO2 )为原料,制取醋酸镍的工艺流程图如下:
相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如表:
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | 物质 | 20℃时的溶解性(H2O) |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 | CaSO4 | 微溶 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 | NiF2 | 可溶 |
Al3+ | 3.0 | 5.0 | CaF2 | 难溶 |
Ni2+ | 6.7 | 9.5 | NiCO3 | Ksp=9.60×10-6 |
(1)粉碎含镍废料的作用是__________。
(2)酸浸过程中,1molNiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式:_____________。
(3)写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式:________。
(4)调节pH除铁、铝步骤中,溶液pH的调节范围是________。
(5)滤渣3主要成分的化学式是_________。
(6)沉镍过程中,若c(Ni2+ )=2.0 mol·L-1,欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5 mol·L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为___________g(保留1位小数)。
(7)保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废料进行酸浸,镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为______℃、_______min。
【题目】某实验小组用软锰矿制备高锰酸钾,主要实验步骤如下:
步骤一:将软锰矿(主要成分为MnO2)、KClO3和KOH固体按一定比例混合后加热熔融可制得绿色K2MnO4;
步骤二:将反应后固体充分溶解、过滤,向滤液中通入过量CO2气体使溶液显酸性,K2MnO4在酸性条件下反应得到KMnO4、MnO2和K2CO3,最后分离得到高锰酸钾晶体(粗产品)。
请回答下列问题:
(1)步骤一加热熔融应在________(填序号)进行。
A.铁坩埚 B.氧化铝坩埚 C.瓷坩埚 D.石英
(2)为进一步提高粗产品(高锰酸钾晶体)的纯度,常采用的实验方法是_____________。
(3)KMnO4、MnO2在一定条件下都可以氧化浓盐酸制取氯气,制取等物质的量的氯气消耗KMnO4与MnO2的物质的量之比为________________。
(4)某学习小组为了探究高锰酸钾溶液和草酸钠溶液的反应过程,将高锰酸钾溶液逐滴滴入一定体积的酸性草酸钠溶液中(温度相同,并不断振荡),记录的现象如表:
滴入KMnO4溶液的次序(假设每滴溶液体积相等) | 滴入的KMnO4溶液紫色褪去的时间 |
先滴入第1滴 | 1min |
褪色后再滴入第2滴 | 15s |
褪色后再滴入第3滴 | 3s |
褪色后再滴入第4滴 | 1s |
请分析高锰酸钾溶液褪色时间变化的原因:_________。
(5)我国《室内空气质量标准》规定室内空气中甲醛(HCHO)含量不得超过0.08mg/m3。我校某同学通过查阅资料,拟采用如下方法测定2019年暑假新装修的焕然一新的明德楼教室内空气中甲醛的含量。
测定原理:5HCHO+4KMnO4+6H2SO4=2K2SO4+4MnSO4+5CO2↑+11H2O。
实验操作:用容积为1000mL用注射器抽取空气,缓慢注入酸性高锰酸钾溶液中(装置如图),当酸性高锰酸钾溶液正好褪色时,停止注入。
①用0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液配制实验中使用的酸性KMnO4溶液l000mL,需0.1000mol/L的酸性KMnO4溶液的体积为___________。
②装置中多孔玻璃球泡的作用是__________。
③该同学在206教室内不同地点抽取空气,并缓慢注入酸性高锰酸钾溶液中。当第250次将注射器中空气全部缓慢注入酸性高锰酸钾溶液中时,酸性高锰酸钾溶液恰好褪色。请通过计算判断,该教室空气中甲醛含量________(填“已”或“未”)超标。若未超标,该教室内空气中甲醛(HCHO)含量为________mg/m3;若已超标,请举出减少室内空气污染的一条合理措施:_________________。