金属镍硬而有延展性并具有铁磁性,能够高度磨光和抗腐蚀性。如图所示为一种以镍废料(主要是NiO,含少量FeO、SiO2等杂质)制备Ni的流程:
已知:室温下难溶物的溶度积数据如下表:
化合物 | Ni(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-15 | 10-15 | 10-38 |
(1)滤渣1的主要成分为_____________(填化学式)。
(2)用离子方程式解释加入H2O2的作用:_________________。
(3)室温下滴加氨水调节至pH为_________时,铁刚好沉淀完全;若继续滴加氨水至pH为_____________时,镍开始沉淀(假定Ni2+浓度为0.lmol/L)。若上述过程中没有“氧化”步骤,其后果是_______________。
(4)电解制备镍的反应原理如上图所示,则A电极的反应式为2H++2e-=H2↑和________________________。
高二化学工业流程中等难度题
金属镍硬而有延展性并具有铁磁性,能够高度磨光和抗腐蚀性。如图所示为一种以镍废料(主要是NiO,含少量FeO、SiO2等杂质)制备Ni的流程:
已知:室温下难溶物的溶度积数据如下表:
化合物 | Ni(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-15 | 10-15 | 10-38 |
(1)滤渣1的主要成分为_____________(填化学式)。
(2)用离子方程式解释加入H2O2的作用:_________________。
(3)室温下滴加氨水调节至pH为_________时,铁刚好沉淀完全;若继续滴加氨水至pH为_____________时,镍开始沉淀(假定Ni2+浓度为0.lmol/L)。若上述过程中没有“氧化”步骤,其后果是_______________。
(4)电解制备镍的反应原理如上图所示,则A电极的反应式为2H++2e-=H2↑和________________________。
高二化学工业流程中等难度题查看答案及解析
某含镍(NiO)废料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质,用此废料提取NiSO4的工艺流程如图1所示:
已知:①有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图2所示。
②25 ℃时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5。HF的电离常数Ka=7.2×10-4,Ksp(MgF2)=7.4×10-11。
(1)“酸浸”时,为提高浸出速率,可采取的措施有______________(写一条即可)。
(2)废渣1的主要成分是________(填化学式)。“氧化”步骤中加入H2O2的目的是____________(用离子方程式表示)。加Na2CO3调节溶液的pH至5,得到废渣2的主要成分是____________(填化学式)。
(3)25 ℃时,1 mol·L-1的NaF溶液中c(OH-)=____________(列出计算式即可) mol·L-1。NH4F溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(4)已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3mol·L-1,当除镁率达到99%时,溶液中c(F-)=________ mol·L-1。
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信息筛选:
Ⅰ.某含镍(NiO)废料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质,用此废料提取NiSO4的工艺流程如图1所示:
已知:①SiO2不溶于稀硫酸。
②Ksp(MgF2)=7.4×10-11。
③有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图2所示。
(1)加Na2CO3调节溶液的pH至5,得到废渣2的主要成分是_______________(填化学式)。
(2)Mg能与饱和NH4Cl溶液反应产生NH3,请用化学平衡移动原理加以解释:___(用必要的文字和离子方程式回答)。
(3)已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3 mol·L-1,当除镁率达到99%时,溶液中c(F-)=_________mol·L-1。
(4)在NaOH溶液中用NaClO与NiSO4反应可制得NiO(OH),化学方程式为______。
Ⅱ.滴定法是一种重要的定量分析方法,应用范围很广。实验室可通过滴定的方法测定所制硝酸银样品的纯度(杂质不参与反应),测定过程如下,已知:Ag++SCN-=AgSCN↓(白色)。
(1)称取2.000g制备的硝酸银样品,加水溶解,定容到100mL。溶液配制过程 中所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还有_____________________________。
(2)准确量取25.00mL溶液,酸化后滴入几滴铁铵钒[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂,再用0.100mol·L-1NH4SCN标准溶液滴定。滴定终点的实验现象为__________。
(3)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定过程中该气泡消失,则所测硝酸银的质量分数________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
高二化学综合题困难题查看答案及解析
工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)制取金属锌的流程如图所示.回答下列问题:
(1)酸浸时ZnFe2O4会生成两种盐,该反应的化学方程式为____________;
(2)净化Ⅰ操作分为两步:第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化;第二步是控制溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀.
①写出酸性条件下H2O2与Fe 2+反应的离子方程式:____________;
②25℃时,pH=3的溶液中,c(Fe3+)= ____________mol•L-1(已知25℃,Ksp[Fe( OH)3]=4.0×10-38).
③净化Ⅰ生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是____________;
(3)若没有净化Ⅱ操作,则对锌的制备带来的影响是____________;
(4)本流程中可以循环利用的物质除锌外还有____________。
高二化学填空题困难题查看答案及解析
为了充分利用铜资源,某工厂拟用黄铜灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金属铜并得副产物锌盐,其生产流程如图:
(1)滤渣1的主要成分为__。稀硫酸溶解黄铜灰过程中,可能发生多个氧化还原反应,其中没有Zn参加的反应的离子方程式是__。
(2)滤渣1及滤渣2用浓硫酸浸取可能产生的有毒气体是__(填化学式),实验室通常用__(填化学式)溶液吸收。
(3)从滤液2中获取硫酸锌晶体的方法是加热浓缩、__、过滤等。
(4)过滤操作所需玻璃仪器除玻璃棒外还有__。
(5)根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H=-47.2kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.4kJ/mol
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:__。
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明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化;造纸工业上作施胶剂;食品工业的发酵剂等.利用炼铝厂的废料﹣铝灰(含Al、Al2O3及少量SiO2和FeO·xFe2O3)可制备明矾.工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)明矾净水的原理是(用离子方程表示)________________;
(2)操作Ⅰ是________,操作Ⅱ是蒸发浓缩、________、过滤、洗涤、干燥.
(3)检验滤液A中是否存在Fe2+的试剂是________(只用一种试剂)
(4)在滤液A中加入高锰酸钾发生反应的离子方程式为(该条件下Fe2+ 转化为Fe3+,MnO4﹣转化为Mn2+)________________。
已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示
Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
注:金属离子的起始浓度为0.1mol·L﹣1
根据表中数据解释调pH=3的目的________________。
(5)已知:在pH=3、加热条件下,MnO4﹣可与Mn2+反应生成MnO2.加入MnSO4发生反应的离子方程式为________________________。
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工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe2O4,还含有少量FeO、CuO、SiO2等氧化物杂质)制取金属锌的流程如图所示。回答下列问题:
(1)ZnFe2O4中Fe的化合价为_________价,已知ZnFe2O4能溶于酸,则酸浸时ZnFe2O4反应的离子方程式为_________,酸浸后滤渣的成分主要是_________。
(2)酸浸时一般要将锌焙砂粉碎,其目的是提高酸浸效率,为达到这一目的,还可以采用的方法是_________(任答一条即可)
(3)净化Ⅰ中H2O2参与反应的离子方程式为_________,试剂X的作用是_________,
(4)净化Ⅱ中得到的Y是_________。
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工业上利用某工厂的废渣(主要含CuO70%、MgFe2O420%,还含有少量FeO、NiO等氧化物)制取精铜和颜料铁红。流程如图所示。
回答下列问题:
(1)净化Ⅰ操作分为两步:
第一步是将溶液中少量的Fe2+氧化;
第二步是控制溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。
①写出酸性条件下用H2O2氧化Fe2+反应的离子方程式: 。
②25 ℃时,pH=3的溶液中,c(Fe3+)=___________mol·L-1(已知25 ℃,Ksp[Fe( OH)3]=4.0×10-38)。
③净化Ⅰ中第二步可选用CuO实现转化,用化学平衡移动原理说明其原因:
。
(2)用净化II所得的金属为电极进行电解得精铜,请写出阴极所发生的电极反应式:______________________________。
(3)为准确测定酸浸液中Fe2+的物质的量浓度以确定H2O2的用量,测定步骤如下:
①取出25.00mL酸浸液,配制成250.0mL溶液。
②滴定:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,将0.2000mol/LKMnO4溶液装入
(填仪器名称),进行滴定,记录数据,重复滴定3次,平均消耗KMnO4溶液V mL。(反应离子方程式:5Fe2++MnO+10H+=5Fe3++Mn2++5H2O)
③计算酸浸液中Fe2+的物质的量浓度= mol/L (只列出算式,不做运算)。
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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下表:
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | 物质 | 20℃时溶解性(H2O) |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 | CaSO4 | 微溶 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 | NiF | 可溶 |
A13+ | 3.0 | 5.0 | CaF2 | 难溶 |
Ni2+ | 6.7 | 9.5 | NiCO3 | Ksp=9.60×10-6 |
(1)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是______________。
(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是_____________、__________________。
(3)酸浸过程中,1 molNiS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________________________________。
(4)沉镍过程中,若c(Ni2+)=2.0mol·L-1,欲使100mL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。(保留小数点后1位有效数字)。
(5)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为_______________。
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镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线:
已知:(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位于第五周期第ⅣA族。
(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是______________。
(2)“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为______________,“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有______________(填化学式)。
(3)为保证产品纯度,要检测“浸出液”的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的________倍;除去过量的SnCl2后,再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+,还原产物为Cr3+,滴定时反应的离子方程式为______________。
(4)“浸出液”中c(Ca2+) = 1.0×10-3mol·L-1,当除钙率达到99%时,溶液中c(F-)=________mol·L-1。[已知Ksp(CaF2)=4.0×10-11]
(5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示,V0/VA的最佳取值是________。
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