沈阳理工大学在废旧电池回收处理现状研究报告中报道了一种湿法处理方法,以下是对废旧电池材料(含有Ni(OH)2、碳粉、氧化铁和铝箔等)进行资源回收所设计的实验流程
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沈阳理工大学在废旧电池回收处理现状研究报告中报道了一种湿法处理方法,以下是对废旧电池材料(含有Ni(OH)2、碳粉、氧化铁和铝箔等)进行资源回收所设计的实验流程
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。 ②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O ③金属离子在该实验流程下完全沉淀的pH:
离子
| Al3+
| Fe3+
| Ni2+
| pH
| 5.2
| 4.1
| 9.7
| 回答下列问题: (1)物质A 的作用是调节溶液的pH以除去杂质Fe3+和Al3+,以下最适合作为A物质的是________。 A.NiO B.盐酸 C.NaOH D.氨水 (2)滤渣②的主要成分是_________________________________。 (3)写出加入Na2C2O4溶液反应的化学方程式: _____________。 (4)写出电解滤液③的阴极反应式___________________________。 检验电解滤液③时阳极产生的气体的方法是用湿润的________试纸检验。 (5)由沉淀A生成Ni(OH)3的过程是先在滤渣③中加入过量NaOH溶液进行沉淀转化,待反应完全后再通入电解滤液③产生的气体进行氧化,请写出该氧化过程的离子方程式:__________________。 (6)如何检验Ni(OH)3是否洗涤干净? ________________________________。 |
答案
(1)A (2)Fe(OH)3 Al(OH)3 (3)NiCl2+Na2C2O4+2H2O===NiC2O4·2H2O +2NaCl (4)2H++2e-=== H2↑ 淀粉碘化钾 (5)2Ni(OH)2+2OH -+ Cl2===2Ni(OH)3+2Cl- (6)用试管取少量最后一次洗涤液,滴加硝酸银溶液,若没有白色沉淀生成,则说明Ni(OH)3已经洗涤干净,若有白色沉淀生成,则说明Ni(OH)3没有洗涤干净。 |
解析
滤液①中的溶质是NiCl2、HCl、AlCl3、FeCl3,用NiO调节溶液的pH既可以除去杂质Fe3+和Al3+,杂质Fe3+和Al3+分别转化为Fe(OH)3和Al(OH)3,又不引入其他杂质离子。则滤液②溶质主要是NiCl2,加入Na2C2O4后生成溶解度最小的NiC2O4·2H2O,故滤液③中主要含有NaCl,滤渣③中主要含有 NiC2O4·2H2O,NiC2O4·2H2O与NaOH溶液反应转化为Ni(OH)2,Ni(OH)2被电解滤液③时阳极产生的Cl2氧化为Ni(OH)3。 |
举一反三
【化学与技术】 将磷肥生产中形成的副产物石膏(CaSO4·2H2O)转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。
(1)本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外,还需要 等原料。 (2)石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式为 。 (3)过滤Ⅰ操作所得固体中,除CaCO3外还含有 (填化学式)等物质,该固体可用作生产水泥的原料。 (4)检验过滤Ⅰ所得滤液中含有CO32-的方法是 。 (5)氯化钙结晶水合物(CaCl2·6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是 。 a.熔点较低(29℃熔化) b.能导电 c.能制冷 d.无毒 (6)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是 。 |
(10分)活性氧化锌用途非常广泛。以氧化锌粗品(含铁的氧化物、CuO和SiO2等杂质)为原料制备活性氧化锌并生产其它副产品的生产工艺流程如下:
已知:Zn(OH)2可溶于NaOH溶液。 请回答下列问题: (1)“溶解”前将氧化锌粗品粉碎成细颗粒,其目的是 。 (2)操作A所得滤渣的主要成分是 。 (3)加入过量Fe时,滤液M中与Fe反应的离子有 。 (4) 操作C所得的滤渣P中含有Fe(OH)2和Fe(OH)3,请写出生成Fe(OH)3的化学反应方程式为 。 (5)“沉淀”的成分为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,可用氧化物的形式把它改写为 。 |
下列实验方案设计中,可行的是A.用萃取的方法可将汽油和煤油进行分离 | B.加过量稀盐酸后过滤,可除去混在铜粉中的少量镁粉和铝粉 | C.用溶解、过滤的方法可分离硝酸钾和氯化钠固体混合物 | D.将混有氢气的氧气通过灼热的氧化铜,以除去其中的氢气 |
|
(14分)硒(34Se)和碲(52Te)都是第VIA族元素,硒是分布在地壳中的稀有元素。工业上硒鼓废料(主要成分硒、碲、碳、铜和铁合金)回收精炼硒的流程如下:
已知:
物理性质
| 熔点
| 沸点
| 升华
| 溶解性
| SeO2
| 340℃
| 684℃
| 315℃
| 易溶于水
| TeO2
| 733℃
| 1260℃
| 450℃
| 微溶于水
| (1)Se的氢化物的电子式是______。 (2)步骤①中通入的氧气使硒鼓废料翻腾,目的是______。 (3)废气的主要成分是______;废渣II的主要成分是______。 (4)步骤④中主要反应的化学方程式是______;步骤⑥反应的化学方程式是______。 (5)根据表中数据,步骤⑤最适宜的分离方法是______。 |
(13分) 利用某含铬废液[含较低浓度的Na2Cr2O7、Fe2(SO4)3]制备K2Cr2O7。 流程如下: Ⅰ.用NaOH溶液调pH至3.6,产生红褐色沉淀,过滤; Ⅱ.向滤液中加入Na2SO3,一定操作后分离出Na2SO4; Ⅲ.将分离出Na2SO4后的溶液调pH约为5,得到Cr(OH)3沉淀; Ⅳ.在KOH存在条件下,向Cr(OH)3中加入足量H2O2溶液,得到黄色溶液; Ⅴ.向黄色溶液中加入物质A后,溶液变为橙红色,一定操作后得到K2Cr2O7固体; Ⅵ.测定K2Cr2O7固体的纯度。 已知:Cr2O72-(橙红色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+ (1)步骤Ⅰ中红褐色沉淀的化学式是 。 (2)步骤Ⅱ中加入Na2SO3的目的是 。 (3)步骤Ⅳ中反应的离子方程式是 。 (4)步骤Ⅴ中加入的物质A可以是 。(填序号) a.KOH b.K2CO3 c.H2SO4 d.SO2 (5)步骤Ⅵ的操作是:取0.45 g K2Cr2O7产品配成溶液,酸化后滴入18.00 mL 0.50 mol/L的FeSO4溶液,恰好使Cr2O72-完全转化为Cr3+。产品中K2Cr2O7的纯度是 。(注:K2Cr2O7的摩尔质量为294 g/mol) (6)向橙红色的K2Cr2O7溶液中,滴加Ba(NO3)2溶液,产生黄色沉淀,溶液pH减小。试推测黄色沉淀是 ,溶液pH变小的原因是 。 |
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