(15分)某矿石中除含SiO2外,还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO,从该矿石中提取钴的主要工艺流程如下
题型:不详难度:来源:
(15分)某矿石中除含SiO2外,还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO,从该矿石中提取钴的主要工艺流程如下: (1)在一定浓度的H2SO4溶液中,钴的浸出率随时间、温度的变化如右图所示。考虑生产成本和效率,最佳的浸出时间为 小时,最佳的浸出温度为 ℃。 (2)请配平下列除铁的化学方程式: Fe2(SO4)3+ H2O+ Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ Na2SO4+ CO2↑ (3)“除钙、镁”的原理反应如下:MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4; CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4。已知KSP(CaF2)=1.11×10-10、KSP(MgF2)=7.40×10-11,加入过量NaF溶液反应完全后过滤,则滤液中的c(Ca2+)/c(Mg2+)= 。 (4)“沉淀”中含杂质离子主要有 ;“操作X”名称为 。 (5)某锂离子电池正极是LiCoO2,含Li+导电固体为电解质。充电时,Li+还原为Li,并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C6)中,电池反应为LiCoO2+ C6CoO2+ LiC6。LiC6中Li的化合价为 价。若放电时有1mole-转移,正极质量增加 g。 |
答案
(1)12 ; 90 ; (2)3,6,6,1,5,6;(3)1.50; (4)SO42-、NH4+、Na+、F-; 洗涤、干燥 ;(5)0 ;7g |
解析
试题分析:(1)在一定浓度的H2SO4溶液中,钴的浸出率随时间、温度的变化如右图所示。由图可知:温度越高,浸出率越高,时间越长,浸出率。但是考虑生产成本和效率,最佳的浸出时间为12小时;最佳的浸出温度为90 ℃;(2)用化合价升降法配平化学方程式为3Fe2(SO4)3+6H2O+6Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ 5Na2SO4+ 6CO2↑;(3)KSP(CaF2)= c(Ca2+)×c2(OH-)=1.11×10-10; KSP(MgF2)= c(Mg2+) ×c2(OH-)=7.40×10-11,所以c(Ca2+)/c(Mg2+)= KSP(CaF2)÷KSP(MgF2)= 1.11×10-10÷7.40×10-11=1.50;(4)由于沉淀是从含有SO42-、NH4+、Na+、F-离子的溶液中过滤出来的,所以“沉淀”中含杂质离子主要有SO42-、NH4+、Na+、F-。把沉淀表面的杂质离子洗去、然后干燥就得到固体CoC2O4·2H2O。因此“操作X”名称为洗涤、干燥。(5)因为在充电时,Li+还原为Li,并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C6)中,所以LiC6中Li的化合价为价;若放电时有1mole-转移,则有1mol的Li变为Li+结合为LiCoO2,所以正极质量增加7g。 |
举一反三
T℃时,CaCO3和CaF2的Ksp分别为1.0 ×10-10。和4.0 ×10-12。下列说法正确的是A.T℃时,两饱和溶液中c(Ca2+ ):CaCO3>CaF2 | B.T℃时,两饱和溶液等体积混合,会析出CaF2固体 | C.T℃时,CaF2固体在稀盐酸中的Ksp比在纯水中的Ksp大 | D.T℃时,向CaCO3悬浊液中加NaF固体,可能析出CaF2固体 |
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(15分)目前,全世界的镍消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大的潜力。镍化合物中的三氧化二镍是一种重要的电子元件材料和二次电池材料。工业上可利用含镍合金废料(除镍外,还含有Fe、Cu、Ca、Mg、C等杂质)制取草酸镍,然后高温煅烧草酸镍来制取三氧化二镍。 已知:①草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水,且溶解度:NiC2O4> NiC2O4·H2O> NiC2O4·2H2O ②常温下,Ksp[(Fe(OH))3]=4.0×10-38,lg5=0.7 根据下列工艺流程图回答问题:
(1)加6%的H2O2时,温度不能太高,其目的是 。若H2O2在一开始酸溶时便与盐酸一起加入,会造成酸溶过滤后的滤液中增加一种金属离子,用离子方程式表示这一情况 。 (2)流程中有一步是调pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,常温下当溶液中c (Fe3+)=0.5×10-5mol/L时,溶液的pH= 。 (3)流程中加入NH4F的目的是 。 (4)将最后所得的草酸镍晶体在空气中强热到400℃,可生成三氧化二镍和无毒气体,写出该反应的化学方程式 。 (5)工业上还可用电解法制取三氧化二镍,用NaOH溶液调节NiCl2溶液的pH至7.5,再加入适量Na2SO4进行电解,电解产生的Cl2其80%的可将二价镍氧化为三价镍。写出Cl2氧化Ni(OH)2生成三氧化二镍的离子方程式 ;将amol二价镍全部转化为三价镍时,外电路中通过电子的物质的量是 。 (6)近年来镍氢电池发展很快,它可由NiO(OH)跟LaNi5H6(LaNi5H6中各元素化合价均可看作是零)组成:6NiO(OH)+LaNi5H6 LaNi5+6Ni(OH)2。该电池放电时,负极反应是 。 |
(14分) 氢溴酸在工业和医药领域中有着广泛的用途,下图是某兴趣小组模拟工厂制备氢溴酸粗品并精制的流程如下:
(1)混合①使用冰水的目的是 ; (2)操作II和III的名称是 , ; (3)混合②中发生反应的离子方程式为 ; (4)工业上用氢溴酸和大理石制得溴化钙中含有少量Al3+、Fe3+杂质,加入适量的试剂 (填化学式)后控制溶液的PH约为8.0即可除去杂质,控制溶液的PH约为8.0的目的是_______________________________________________________; (5)t℃时,将HBr通入AgNO3溶液中生成的AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,又知t℃时AgCl的Ksp=4×l0-10,下列说法不正确的是 ( )
A.向含有Cl-和Br- 的混合液中滴加硝酸银溶液,一定先产生AgBr的沉淀 | B.在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点到b点 | C.图中a点对应的是AgBr的不饱和溶液 | D.在t℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)平衡常数Κ≈816 |
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向饱和澄清石灰水中加入少量CaC2,充分反应后恢复到原来的温度,所得溶液中A.c(Ca2+)、c(OH-)均增大 | B.c(Ca2+)、c(OH-)均保持不变 | C.c(Ca2+)、c(OH-)均减小 | D.c(OH-)增大、c(H+)减小 |
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溴酸银(AgBrO3)溶解度随温度变化曲线如图所示,下列说法错误的是( )
A.溴酸银的溶解时放热过程 | B.温度升高时溴酸银溶解速度加快 | C.60 ℃时溴酸银的Ksp约等于6×10-4 | D.若硝酸钾中含有少量溴酸银,可用重结晶方法提纯 |
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