题目内容

【题目】NiCl2是化工合成中最重要的镍源,在实验室中模拟工业上利用金属镍废料(含镍、铁、铝)生产氯化镍晶体(NiCl2·6H2O)流程如下:

下表列出了相关金属离子生产氢氧化物沉淀的pH:

氢氧化物

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Ni(OH)2

Al(OH)3

开始沉淀的pH

7.6

2.7

7.1

3.7

沉淀完全的pH

9.6

3.7

9.2

4.7

回答下列问题:

(1)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为______,调pH的范围为_______,若调pH=6,则溶液中c(Al3+):c(Fe3+)=________。(已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-34,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38)

(2)滤液A的溶质主要是_______。

(3)操作①的实验方法依次是_________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

【答案】2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1 10000:1 NaCl和Na2CO3 蒸发浓缩

【解析】

利用金属镍废料(含镍、铁、铝)生产氯化镍晶体(NiCl26H2O),由流程可知,加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有Ni2+、Cl-,还含有少量Fe2+、Al3+,加入过氧化氢,氧化Fe2+为Fe3+,加入Na2CO3溶液调节溶液的pH,使Fe3+、Al3+全部沉淀,滤渣A为Fe(OH)3和Al(OH)3,再向滤液中加入Na2CO3溶液可以沉淀Ni2+得NiCO3,滤液A含NaCl和Na2CO3,将NiCO3再溶于盐酸,得NiCl2溶液,操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,操作②为重结晶,将得到的氯化镍晶体重新溶解,再进行结晶,从而得到NiCl26H2O,以此来解答。

(1) H2O2具有强的氧化性,加入H2O2氧化,可将溶液中的Fe2+转化为Fe3+,该反应离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;第一次加入Na2CO3溶液调pH的目的是将Fe3+和Al3+都转化为金属氢氧化物,形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去,而Ni2+不能沉淀,结合表中数据可知pH的范围是4.7≤pH<7.1;当溶液的pH=6时,Fe(OH)3和Al(OH)3都沉淀完全,由于二者的化合物构型相同,所以溶液中c(Al3+):c(Fe3+)=Ksp[Al(OH)3]:Ksp[Fe(OH)3]=( 1×10-34):(1×10-38)=10000:1;

(2)第二次加Na2CO3沉镍,过滤,得到滤液A的溶质主要是NaCl和Na2CO3;

(3)操作①的实验方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

练习册系列答案
相关题目

【题目】消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。

(1) 化学上采用NH3处理NxOy不仅可以消除污染,还可作为工业生产的能量来源。

已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-177kJ/mol

4NH3(g)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g) △H=-1253.4kJ/mol

则用NH3处理NO生成氮气和气态水的热化学方程式为___________________。

(2)已知:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0。不同温度下,向三个容器中分别投入相同量的反应物进行反应,测得不同压强下平衡混合物中NH3的物质的量分数如图所示。

①M点的v正_________Q点的v正(填“>”“<”或“=”)。

②T3温度下,将1molN2和3molH2充入2L的密闭容器中,维持压强为60MPa不变,达到N点的平衡状态,反应的浓度平衡常数K=_____________ (用最简分数表示),M点的平衡常数比N点的平衡常数_________(填“大”“小”或“相等”)。

(3)水体中过量氨氮(以NH3表示)会导致水体富营养化。

①用次氯酸钠除去氨氮的原理如图所示。写出总反应化学方程式:_____________。

②取一定量的含氨氮废水,改变加入次氯酸钠的用量,反应一段时间后,溶液中氨氮去除率、总氮(溶液中所有可溶性的含氮化合物中氮元素的总量)去除率以及剩余次氯酸钠的含量随m(NaClO)∶m(NH3)的变化情况如上图所示。点B剩余NaClO含量低于点A的原因是____。当m(NaClO)∶m(NH3)>7.6时,水体中总氮去除率反而下降,可能的原因是__________。

(4)电极生物膜电解脱硝是电化学和微生物工艺的组合。某微生物膜能利用电解产生的活性原子将NO3-还原为N2,工作原理如题图所示。若阳极生成标准状况下2.24 L气体,理论上可除去NO3-的物质的量为_____mol。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网