【題目】硫酸鎳廣泛應(yīng)用于電鍍、電池、催化劑等工業(yè)。某科研小組以粗硫酸鎳(Cu2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+)為原料,經(jīng)如圖一系列除雜過(guò)程模擬精制硫酸鎳工藝。回答下列問(wèn)題。

1)濾渣1的主要成分是__(寫(xiě)化學(xué)式),寫(xiě)出硫化除銅過(guò)程中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式___。

2氧化除雜時(shí)加入Cl2Ni(OH)2的作用分別是___

3)已知25℃時(shí),Ksp[CaF2]=3.95×10-11;Ksp[MgF2]=6.40×10-9。則氟化除雜過(guò)后濾液3=__。(保留三位有效數(shù)字)

4萃取時(shí)使用萃取劑R在硫酸鹽中對(duì)某些金屬離子的萃取率與溶液pH的關(guān)系如圖。則實(shí)驗(yàn)時(shí)需控制的pH適宜范圍是___(填字母序號(hào))。

A.12 B.34 C.45 D.56

5)將萃取后所得富含硫酸鎳的溶液經(jīng)操作A可得硫酸鎳晶體,則操作A___、___、過(guò)濾、洗滌等。

6)稱取2.000g硫酸鎳晶體(NiSO4·6H2O)樣品溶解,定容至250mL。取25.00mL試液,用0.0200mol·L-1EDTA(Na2H2Y)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)。重復(fù)實(shí)驗(yàn),平均消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為36.50mL。反應(yīng)為Ni2++H2Y2-=NiY2-+2H+。計(jì)算樣品純度為__%。(保留三位有效數(shù)字,且不考慮雜質(zhì)反應(yīng))

【答案】CuSS 2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+ Cl2的作用是將濾液中Fe2+氧化為Fe3+Ni(OH)2的作用是調(diào)節(jié)溶液pH值,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去 6.17×10-3 B 蒸發(fā)濃縮 降溫結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶) 96.0

【解析】

由流程圖可知,粗硫酸鎳()加水和硫酸進(jìn)行酸浸溶解,得到含有Ni2+、Cu2+Fe3+、Ca2+Mg2+、Zn2+、SO42-等離子的浸出液,向浸出液中通入H2S氣體,Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去,同時(shí)Fe3+可與硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+S單質(zhì),過(guò)濾后得到濾液1和濾渣1,濾渣1CuSS,濾液1中含有Ni2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、Zn2+SO42-,向?yàn)V液1中加入Ni(OH)2Cl2,Cl2將濾液中Fe2+氧化為Fe3+,用Ni(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH值,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去,再進(jìn)行過(guò)濾得到濾液2,向其中加入NiF2,使濾液2中的Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為CaF2、MgF2沉淀除去,再次進(jìn)行過(guò)濾得到濾液3,向?yàn)V液3中加入有機(jī)萃取劑,使濾液3中的Zn2+轉(zhuǎn)移至有機(jī)相中分液除去,最后對(duì)水溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌等操作得到產(chǎn)品硫酸鎳晶體。

(1)根據(jù)分析可知,向浸出液中通入H2S氣體,Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去,同時(shí)Fe3+可與硫化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Fe2+S單質(zhì),則濾渣1CuSS,發(fā)生的氧化還原反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+,故答案為: CuSS2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+;

(2)根據(jù)分析可知,氧化除雜時(shí)加入Cl2的目的是將濾液中Fe2+氧化為Fe3+,用Ni(OH)2調(diào)節(jié)溶液pH值,使濾液1中的Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去,故答案為:Cl2的作用是將濾液中Fe2+氧化為Fe3+,Ni(OH)2的作用是調(diào)節(jié)溶液pH值,使Fe3+轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去;

(3)已知時(shí),;,則氟化除雜過(guò)后濾液3=6.17×10-3,故答案為:6.17×10-3;

(4)在該工藝流程中,萃取操作的目的是使濾液3中的Zn2+轉(zhuǎn)移至有機(jī)相中分液除去,流程的最終目的是制得硫酸鎳,結(jié)合金屬離子的萃取率與溶液的關(guān)系如圖所示,當(dāng)控制實(shí)驗(yàn)時(shí)的3~4左右可以使濾液中的Zn2+等離子的萃取除雜率最好,B正確,故答案為:B;

(5)根據(jù)分析可知,將萃取后所得富含硫酸鎳的溶液經(jīng)操作A可得硫酸鎳晶體,則操作A為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌等操作得到產(chǎn)品硫酸鎳晶體,故答案為:蒸發(fā)濃縮;降溫結(jié)晶(或冷卻結(jié)晶);

(6)根據(jù)題意,取試液,消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)液的物質(zhì)的量=0.02mol/L×0.0365L=7.3×10-4mol,根據(jù)反應(yīng),25mL試液中n(Ni2+)=n(EDTA)=7.3×10-4mol,則250mL試液中硫酸鎳晶體的質(zhì)量=×7.3×10-4mol×263g/mol=1.9199g,則純度為=×100%≈96.0%,故答案為:96.0。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,m g氣體An g氣體B的分子數(shù)相同,下列說(shuō)法中不正確的是

A. 兩種氣體AB的相對(duì)分子質(zhì)量之比為mn

B. 同質(zhì)量氣體AB的分子數(shù)之比為nm

C. 同溫同壓下,A、B兩氣體的密度之比為nm

D. 相同狀況下,同體積A、B兩氣體的質(zhì)量之比為mn

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】ab、cd四個(gè)金屬電極,有關(guān)的反應(yīng)裝置及部分反應(yīng)現(xiàn)象如下:

實(shí)驗(yàn)裝置

部分實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

a極質(zhì)量減小,b極質(zhì)量增加

b極有氣體產(chǎn)生,c極無(wú)變化

d極溶解,c極有氣體產(chǎn)生

電流計(jì)指示在導(dǎo)線中電流從a極流向d

由此可判斷這四種金屬的活動(dòng)性順序是(  。

A.a>b>c>dB.b>c>d>aC.d>a>b>cD.a>b>d>c

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在銅鋅原電池中(如下圖)

以硫酸銅為電解質(zhì)溶液,鋅為________極,電極上發(fā)生的是________(氧化還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式為_______________________________。鋅片上觀察到的現(xiàn)象為_______;

銅為________極,電極上發(fā)生的是________(氧化還原”)反應(yīng),電極反應(yīng)式是____

銅片上觀察到的現(xiàn)象是_______________,原電池總反應(yīng)的離子方程式為_______。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】草酸銨[(NH4)2C2O4] 為無(wú)色柱狀晶體,不穩(wěn)定 ,受熱易分解,可用于測(cè)定 Ca2+、Mg2+的含量。

I.某同學(xué)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置檢驗(yàn)草酸銨的分解產(chǎn)物。

1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,觀察到浸有酚酞溶液的濾紙變紅,裝置 B 中澄清石灰水變渾濁,說(shuō)明分解產(chǎn)物中含有__________________(填化學(xué)式);若觀察到__________________,說(shuō)明分解產(chǎn)物中含有 CO。草酸銨分解的化學(xué)方程式為______________________。

2)反應(yīng)開(kāi)始前 ,通入氮?dú)獾哪康氖?/span>________________________。

3)裝置 C 的作用是_______________________。

4)還有一種分解產(chǎn)物在一定條件下也能還原CuO , 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________

II.該同學(xué)利用草酸銨測(cè)定血液中鈣元素的含量 。

5)取 20.00 mL 血液樣品 ,定容至 l00m L, 分別取三份體積均為25.00 mL 稀釋后的血液樣品,加入草酸銨,生成草酸鈣沉淀,過(guò)濾,將該沉淀溶于過(guò)量稀硫酸中,然后用 0.0l00mol/L KMnO4 溶液進(jìn)行滴定。滴定至終點(diǎn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________。三次滴定實(shí)驗(yàn)消耗 KMnO4 溶液的體積分別為0.43mL , 0.41 m L , 0.52mL, 則該血液樣品中鈣元素的含量為________m mol/L。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】碘及其化合物在合成殺菌劑、藥物等方面具有廣泛用途;卮鹣铝袉(wèn)題:

1)已知:

H2(g)+I2(g)=2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1

H2(g)+I2(s)=2HI(g) ΔH=26.48kJ·mol-1

I2(g)=I2(s) ΔH=-37.48kJ·mol-1

化學(xué)鍵

I—I

H—I

鍵能/kJ·mol-1

151

299

鍵能是將1mol氣體分子AB斷裂為中性氣態(tài)原子AB所需要的能量,單位為kJ·mol-1

Q=____kJ·mol-1。

H—H鍵能為____kJ·mol-1

2716K時(shí),在恒容密閉容器中按物質(zhì)的量之比11充入H2(g)I2(g),測(cè)得氣體混合物中碘化氫的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖:

①若反應(yīng)開(kāi)始時(shí)氣體混合物的總壓為pkPa,則反應(yīng)在前20min內(nèi)的I2(g)平均速率(I2)=___kPa·min-1(用含p的式子表示)。

②在H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH=QkJ·mol-1反應(yīng)中,正反應(yīng)速率為v=k·c(H2)·c(I2),逆反應(yīng)速率為v=k·c2(HI),其中k、k為速率常數(shù),則溫度為716K時(shí),=___(列出計(jì)算式)。

H2(g)+I2(g)2HI(g)達(dá)平衡后,降低溫度,平衡可能逆向移動(dòng),原因是___。

3)一定條件下,NaClO可將溶液中的I-氧化為I2。通過(guò)測(cè)定體系的吸光度,檢測(cè)到不同pHI2的生成量隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖。

已知:吸光度越高表明該體系中c(I2)越大。

pH=4.8時(shí),在___min附近c(I2)最大。

10min時(shí),不同pH與吸光度的關(guān)系是___

pH=4.0時(shí),體系的吸光度很快達(dá)到最大值,之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因是___。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溶液中含有Ba2+,Cu2+,Ag+,現(xiàn)用NaOH溶液、鹽酸和Na2SO4溶液將這三種離子逐一沉淀分離。其流程圖如右

1)沉淀的化學(xué)式:沉淀1___________,沉淀2__________,沉淀3____________;

2)寫(xiě)出混合液+A的離子方程式________________________________________;

溶液+B的離子方程式_____________________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】硫酸鎂在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有重要的作用。工業(yè)上以菱鎂礦(主要成分為MgCO3,含少量FeCO3、SiO2)為原料制備硫酸鎂的流程如圖:

1酸溶時(shí)MgCO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___

2)濾渣的成分是___(填化學(xué)式)。

3)加入H2O2氧化時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

4)將硫酸鎂與木炭在800℃時(shí)煅燒,可以得到高純度的MgO,煅燒過(guò)程中存在以下反應(yīng):

2MgSO4C2MgO2SO2CO2

MgSO43CMgOS↑3CO↑

利用如圖裝置對(duì)煅燒產(chǎn)生的氣體進(jìn)行分步收集、吸收或處理。

①裝置AU型管放在冷水中的目的是___,收集的物質(zhì)是___。

②裝置B、C中所盛放的試劑分別是___、___(填化學(xué)式)。

③裝置D的作用是___。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】微生物燃料電池在凈化廢水的同時(shí)能獲得能源或得到有價(jià)值的化學(xué)產(chǎn)品,圖1為其工作原理,圖2為廢水中Cr2O72-離子濃度與去除率的關(guān)系。下列說(shuō)法不正確的是

A. M為電源負(fù)極,有機(jī)物被氧化

B. 處理1 mol Cr2O72-時(shí)有6 mol H+從交換膜左側(cè)向右側(cè)遷移

C. 電池工作時(shí),N極附近溶液pH增大

D. Cr2O72-離子濃度較大時(shí),可能會(huì)造成還原菌失活

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同步練習(xí)冊(cè)答案