题目内容

【题目】NiSO46H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图:

已知:25℃时,几种金属氢氧化物的溶度积常数和完全沉淀的pH范围如下表所示。

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Cr(OH)3

Ni(OH)2

Ksp

8.0×10—16

4.0×10—38

6.0×10—31

6.5×10—18

完全沉淀pH

≥9.6

≥3.2

≥5.6

≥8.4

注:NiCO3是一种不溶于水易溶于强酸的沉淀。

请回答下列问题:

(1)下列措施可行,且能提高废渣浸出率的有 。

A.升高反应温度 B.增大压强 C.在反应过程中不断搅拌

(2)在滤液Ⅰ中加入6%的H2O2,其作用是 (用离子方程式表示);

加入NaOH调节pH的范围是 ,为了除去溶液中的 离子。

(3)滤液Ⅱ的主要成分是 。

(4)检验Ni2+已完全沉淀的实验方法是 。

(5)操作Ⅰ的实验步骤依次为:

① ;

② ;

③蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得NiSO46H2O晶体;

④用少量乙醇洗涤NiSO46H2O晶体并晾干。

【答案】(1)AC(2分) (2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O(2分);5.6≤pH<8.4;(1分)

Fe3+、Cr3+(2分) (3)Na2SO4、NiSO4(2分)

(4)静置后向上层清液中再加入Na2CO3溶液后没有沉淀生成(2分)

(5)①过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次。(2分)

②向沉淀中滴加稀H2SO4,直至恰好完全溶解。(2分)

【解析】

试题分析:废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe、Cr等元素的化合物杂质),在硫酸溶解调节pH后过滤后除去不溶于铁离子,滤液含有二价铁离子、三价铬离子、铜离子等杂质,加入H2O2是将二价铁氧化成三价铁,再通过调节pH值使三价铁和三价铬都以氢氧化物的沉淀而除去,滤液Ⅰ含有可溶性硫酸盐,为Na2SO4、NiSO4,再加碳酸钠沉淀二价镍,过滤、洗涤,然后与硫酸反应生成NiSO4晶体。

(1)搅拌固体和液体的混合物,升高温度、增大浓度等,可加快反应速率,所以为了提高浸取率可采取的措施有加热或搅拌或增大硫酸浓度等,答案选AC。

(2)根据以上分析可知加入双氧水的目的是氧化亚铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。根据表中数据可知要沉淀铁离子和铬离子,需要调节溶液的pH为5.6≤pH<8.4;

(3)经过加入H2O2、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等杂质,滤液中含有可溶性硫酸盐,为Na2SO4、NiSO4。

(4)由于是通过碳酸钠沉淀镍离子,所以证明镍离子已经完全沉淀的实验操作是静置后向上层清液中再加入Na2CO3溶液后没有沉淀生成;

(5)向含有NiSO4溶液中加碳酸钠,得到NiCO3沉淀,过滤、洗涤,向沉淀中加硫酸溶解,得到NiSO4溶液,再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作得NiSO46H2O晶体,则从溶液中提取硫酸镍的步骤为:①过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次;②向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液,直至恰好完全溶解;③蒸发浓缩、冷却结晶,过滤得NiSO46H2O晶体;④用少量乙醇洗涤NiSO46H2O晶体并晾干。

练习册系列答案
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(1)1869年,门捷列夫在前人研究的基础上制出了第一张元素周期表,如图所示。

①门捷列夫将已有元素按照相对原子质量排序,同一_________(填“横行”或“纵列”)元素性质相似。结合表中信息,猜想第4列方框中“?=70”的问号表达的含义是______,第5列方框中“Te=128?”的问号表达的含义是________。

②到20世纪初,门捷列夫周期表中为未知元素留下的空位逐渐被填满。而且,随着原子结构的逐渐揭秘,科学家们发现了元素性质不是随着相对原子质量递增呈现周期性变化,而是随着原子序数(核电荷数)递增呈现周期性变化。其本质原因是_____(填字母序号)。

A. 随着核电荷数递增,元素主要化合价呈现周期性变化

B. 随着核电荷数递增,原子核外电子排布呈现周期性变化

C. 随着核电荷数递增,原子半径呈现周期性变化

(2)短周期元素A、B、D、E、G、J在周期表中的位置如下:

根据上表回答问题:

①第三周期的四种元素中离子半径最小的是_________ (用元素符号填答)。

②B、D的非金属性由大到小的顺序是__________ (用元素符号填答)。

③E、G、J的最高价氧化物对应水化物两两之间反应的离子方程式分别为i.H++OH-=H2O、ii.___、iii.___。

④用电子式表示A2D形成过程_______________。

(3)元素Y的一种含氧酸化学式为 H3YO3,其结构式可表示为:。该酸为______元酸,请写出该酸与过量氢氧化钠溶液反应的化学方程式_____。(用对应元素符号填答)(已知信息:氢氧原子结合成的一种原子团“—OH”叫羟基,含氧酸中只有羟基氢才可电离出 H+。)

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