实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可
题型:不详难度:来源:
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO,另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程为:
(1)根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱,可知浸出渣含有三种主要成分,其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系,当浸出温度高于70℃时,镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含 量增大,其原因是 。 (2)工艺流程中“副产品”的化学式为 。 (3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:
氢氧化物
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Ni(OH)2
| 开始沉淀的pH
| 1.5
| 6.5
| 7.7
| 沉淀完全的pH
| 3.7
| 9.7
| 9.2
| 操作B是为了除去滤液中的铁元素,某同学设计了如下实验方案:向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液,调节溶液pH为3.7~7.7,静置,过滤。请对该实验方案进行评价 (若原方案正确,请说明理由;若原方案错误,请加以改正)。 (4)操作C是为了除去溶液中的Ca2+,若控制溶液中F-浓度为3×10-3mol·L-1,则Ca2+的浓度为 mol·L-1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11) (5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步: ①碱性条件下Cl-在阳极被氧化为ClO-; ②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。 第②步反应的离子方程式为 。 |
答案
(12分)(1)BaSO4 温度升高,Ni2+的水解程度增大 (2)CuSO4·5H2O (3)方案错误。在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+ (4)3×10-6 (5)ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH·H2O+Cl- 由题意知,含镍催化剂与硫酸反应后,Ca2+和Ba2+形成沉淀,通入硫化氢气体将Cu2+沉淀,操作B除去Fe3+,操作C除去Ca2+。最后加氯化钠电解硫酸镍溶液得到2NiOOH·H2O。 |
解析
试题分析:(1)与硫酸反应产生沉淀的除硫酸钙、氢氧化镍外还有就是硫酸钡,所以物质X为BaSO4;由于随着温度升高,Ni2+的水解程度增大,从而导致镍的浸出率降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大; (2)由于CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜,所以副产品应该是胆矾,即CuSO4•5H2O, (3)由于用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值,容易引入杂质,而且pH为3.7~7.7,亚铁离子沉淀不完全,所以方案是错误的;正确的操作应该是在调节pH前,应先在滤液中加入H2O2,使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+, (4)根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知,溶液中F-浓度为3×10-3 mol•L-1,则Ca2+的浓度为2.7×10-11/(3×10-3)2= 3×10-6mol•L-1; (5)Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH•H2O沉淀,其还原产物是氯离子,则根据电子的得失守恒可知,第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH•H2O+Cl-。 |
举一反三
下列有机物中含有的杂质(括号内为杂质),可用稀NaOH溶液作试剂并采用分液的方法除去的是 A.苯(溴) | B.淀粉(葡萄糖) | C.甲苯(苯酚) | D.苯甲酸(苯酚) |
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下列各组物质中只用水就能鉴别的是( )A.苯、乙酸、四氯化碳 | B.乙醇、乙醛、乙酸 | C.乙醛、乙二醇、硝基苯 | D.苯酚、乙醇、甘油 |
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下列关于有机化合物的说法正确的是A.乙酸和乙酸乙酯可用Na2CO3溶液加以区别 | B.戊烷(C5H12)有两种同分异构体 | C.乙烯、聚氯乙烯和苯分子均含有碳碳双键 | D.糖类、油脂和蛋白质均可发生水解反应 |
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从海带中提取碘的实验过程中,涉及到下列操作,其中正确的是
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| A.海带灼烧成灰 B.过滤得含I-溶液 C.放出碘的苯溶液 D.分离碘并回收苯
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现有①乙酸乙酯和乙酸钠溶液、②溴化钠溶液和溴水、③苯和溴苯的混合液,分离它们的正确方法依次是A.分液、蒸馏、分液 | B.萃取、分液、蒸馏 | C.分液、萃取、蒸馏 | D.蒸馏、分液、萃取 |
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