铁、镍及其化合物在工业上有广泛的应用。从某矿渣 成分为铁酸镍、NiO、FeO、CaO、等中回收的工艺流程如下:
已知在分解生成和,回答下列问题:
“浸渣”的成分有、、外,还含有_________写化学式。
矿渣中部分FeO焙烧时与反应生成的化学方程式为_____________。
溶剂萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离:水相有机相有机相水相。萃取剂与溶液的体积比对溶液中、的萃取率影响如下图所示,的最佳取值为________。在_______填“强碱性”“强酸性”或“中性”介质中“反萃取”能使有机相再生而循环利用。
以Fe、Ni为电极制取的原理如下图所示。通电后,在铁电极附近生成紫红色的,若pH过高,铁电极区会产生红褐色物质。
电解时阳极的电极反应式为_________,离子交换膜为________填“阴”或“阳离子交换膜。
向铁电极区出现的红褐色物质中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解。该反应的离子方程式为__________。
以和为原料合成尿素是利用的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
总反应:
请回答下列问题:
反应Ⅰ的______________。
在____填“高温”或“低温”情况下有利于反应Ⅱ的自发进行。
氨法溶浸氧化锌烟灰制取高纯锌的工艺流程如图所示。溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以、、、的形式存在。
“溶浸”中 ZnO发生反应的离子方程式为 _______。
锌浸出率与温度的关系如图所示,分析 时锌浸出率最高的原因为 __________。
“滤渣 3”的主要成分为_______________。
草酸钴是制作氧化钴和金属钴的原料。一种利用含钴废料(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、MnO2、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取草酸钴(CoC2O4)的工艺流程如下:
已知:①浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等。
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀完全时溶液的pH如表(恰好沉淀完全时离子浓度等于1×10-5 mol·L-1):
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
沉淀完全时的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
③Ksp(MgF2)=7.35×10-11,Ksp(CaF2)=1.05×10-10。
回答下列问题:
(1)焙烧的目的是______;浸钴过程中Co3+转化为Co2+,反应的离子方程式为____________。
(2)加入H2O2的目的是_________;加入Na2CO3溶液,调pH至5.2,滤渣Ⅰ的主要成分为______。
(3)加入过量NaF溶液,可将Ca2+、Mg2+除去,若所得滤液中c(Ca2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则滤液中c(Mg2+)为____________________________。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是_____________;萃取时,溶液的pH需要控制在一定范围内才比较适宜,其pH范围约为__________。
(5)已知含钴废料中含Co2O3的质量分数为a%,若取m g该含钴废料按照上述流程,理论上最多能制得CoC2O4的质量为________g。(列出计算式即可)
“海绵镍铝催化剂” 是一种多孔的镍铝合金,常用作有机催化剂。现以某粗镍(含Ni、Fe、Cu及难与酸、碱溶液反应的不溶性杂质)为原料制取该催化剂,主要流程如下:
己知:25℃时,以0.1mol/L金属离子测定得到如下数据:
物质 | CuS | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | NiS | Fe(OH)3 | |
Ksp | 6×10-36 |
|
| 3×10-19 |
| |
pH | 开始沉淀 |
| 4.7 | 7.2 |
| 1.9 |
沉淀完全 |
| 6.7 | 9.2 |
| 3.2 |
根据信息回答:
(1)步骤①常用热浓硫酸进行酸浸,写出酸浸时金属镍发生反应的化学方程式__________。
(2)酸浸过程应控制酸的浓度、温度等条件,如图是镍的浸出率与温度的关系,温度高于100℃时,Ni2+浸出率降低的原因可能是______________。
(3)滤液l中含有0.8mol/LNi2+、0.1mol/LFe3+、0.1mol/LCu2+,步骤②的连续操作过程需要先分离出铁元素、铜元素,再制得镍硫化合物。为达到此目的,应先加NaOH将溶液调节至_______(填pH的取值范围);再加_______(选填最佳试剂的序号)。当溶液中Ni2+开始形成NiS时,c(Cu2+)_______。(忽略溶液体积变化)
A.硝酸 B.氨水 C. A12S3 D.H2S
(4)步骤③生成的Ni(CO)4中碳的化合价与KCN中碳的化合价相同,则Ni(CO)4中Ni的化合价为______;工业上也常用NaClO氧化NiSO4,将制得的NiOOH热分解后进行还原得到Ni。ClO-在碱性条件下氧化Ni2+生成NiOOH的离子方程式为_____________。
(5)步骤⑥的目的是降低铝含量、获得多孔状的“海绵镍铝催化剂”,从而增强对氢气的吸附性,步骤⑥的离子方程式为___________________。
Zn、Fe及其化合物在生产生活中应用比较广泛。工业上利用锌焙砂主要含ZnO、,还含有少量FeO和CuO等杂质制取金属锌的工艺流程如下:
回答下列问题:
“酸浸”时溶于酸的化学反应方式________。
向“净化I”中加入ZnO的目的____________。
“净化Ⅱ”中反应的离子方程式为__________。
“电解”工艺制锌时利用率较低,废液中有大量的残留。某化工厂拟采用改变酸锌比净化废液的方式来提高原料的利用率,降低成本。下图是工业生产中不同酸锌比时净化液利用率对电解时直流电耗能影响关系图。根据下图分析,该工厂净化废液时的最佳酸锌比为_______填写序号。
A
是一种性能优良的软磁材料,工业上常利用隔绝空气加热分解制备,同时生成CO、等,该晶体的受热分解化学方程式为________。测定产品中的质量分数,其方法是取a克产品用溶解后加入足量KI溶液充分反应,调溶液至弱酸性,再加入淀粉指示剂,用标准溶液滴定,用去此标准溶液时,刚好到达滴定终点,则此产品中的质量分数为_______________用a、c、v表示。已知:
CoCl2可用于电镀,是一种性能优越的电池前驱材料,由含钴矿(Co元素主要以Co2O3、CoO存在,还含有Fe、Si、Cu、Zn、Mn、Ni、Mg、Ca元素)制取氯化钴晶体的一种工艺流程如下:
已知:①焦亚硫酸钠Na2S2O5,常做食品抗氧化剂。CaF2、MgF2难溶于水。
②CoCl2·6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110—120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。
③部分金属离子形成氢氧化物的pH见下表:
| Co3+ | Fe3+ | Cu2+ | Co2+ | Fe2+ | Zn2+ | Mn2+ | Mg2+ |
开始沉淀pH | 0.3 | 2.7 | 5.5 | 7.2 | 7.6 | 7.6 | 8.3 | 9.6 |
完全沉淀pH | 1.1 | 3.2 | 6.6 | 9.2 | 9.6 | 9.2 | 9.3 | 11.1 |
回答下列问题:
(1)操作①的名称为_________,NaClO3具有氧化性,其名称为__________________。
(2)浸取中加入Na2S2O5的作用是___________________________。
(3)滤液1中加入NaClO3的作用是_______________________________________,相关的离子方程式为__________________________________________。
(4)加入Na2CO3溶液生成滤渣2的主要离子方程式为___________________________。
(5)滤渣3主要成分为________________________(写化学式)。
滤液3经过多次萃取与反萃取制备CoCl2晶体
(6)滤液3中加入萃取剂I,然后用稀盐酸反萃取的目的是_______________________。
(7)制备晶体CoCl2·6H2O,需在减压环境下烘干的原因是_________________________________。