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【题目】从某矿渣(成分为NiFe2O4(铁酸镍)NiOFeOCaOSiO2等)中回收NiSO4的工艺流程如图:

已知:(NH4)2SO4350℃分解生成NH3H2SO4NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4Fe2(SO4)3

回答下列问题:

1研磨的目的是___

2)矿渣中部分FeO在空气焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为____

3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Fe2O3FeO(OH)CaSO4外还含有___(填化学式)。

4)向浸取液中加入NaF以除去溶液中Ca2+,溶液中c(F-)至少为___mol·L-1时,可使钙离子沉淀完全。[已知Ca2+浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全;Ksp(CaF2)=4.0×10-11]

5)萃取可用于对溶液中的金属离子进行富集与分离:Fe2+(水相)+2RH(有机相)FeR2(有机相)+2H+(水相)。萃取剂与溶液的体积比()对溶液中Ni2+Fe2+的萃取率影响如图所示,的最佳值为___。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。

6)若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤(前后步骤不变)。依据下表数据判断,调pH范围为___

【答案】增大接触面积,加快反应速率 4FeO+6H2SO4+O22Fe2(SO4)3+6H2O Fe3++2H2OFeO(OH)+3H+ SiO2 2.0×10-3 0.25 强酸性 3.7≤pH<7.1

【解析】

某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)NiOFeOCaOSiO2等,加入硫酸铵研磨后,600°C焙烧,已知:(NH4)2SO4350℃以上会分解生成NH3H2SO4NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4Fe2(SO4)3,在90°C的热水中浸泡过滤得到浸出液,加入NaF除去钙离子,过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相,无机相通过一系列操作得到硫酸镍,有机相循环使用,据此分析解答。

(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;

(2)矿渣中部分FeO在空气焙烧时与H2SO4反应生成Fe2(SO4)3的化学方程式为4FeO+6H2SO4+O22Fe2(SO4)3+6H2O

(3) “浸泡过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为:Fe3++2H2OFeO(OH)+3H+;根据分析,浸渣的成分除Fe2O3FeO(OH) CaSO4外还含有SiO2

(4)浸取液中加入NaF以除去溶液中Ca2+,已知Ca2+浓度小于1.0×10-5mol·L-1时沉淀完全,溶液中c(F)==≈2×103mol/L,故溶液中c(F-)至少为2×103 mol/L

(5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比()对溶液中Ni2+Fe2+的萃取率影响如图所示,最佳取值是亚铁离子不能被萃取,镍离子被萃取,的最佳取值是0.25;由Fe2+(水相)+2RH(有机相)FeR(有机相)+2H+(水相)可知,加酸,增大氢离子的浓度,使平衡逆向移动,可生成有机相,则应在强酸性介质中反萃取能使有机相再生而循环利用;

(6)若将流程图中浸泡步骤改为如图步骤(前后步骤不变),亚铁离子被双氧水氧化为铁离子,除杂过程中要将铁离子除去但不能使镍离子沉淀,依据下表数据判断,pH=3.7时铁离子完全沉淀,pH=7.1时镍离子开始沉淀,则调节pH范围为3.7≤pH<7.1

练习册系列答案
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Ⅰ C10H18(l)==C10H12(l)+3H2(g) ΔH1 Ⅱ C10H12(l)==C10H8(l)+2H2(g) ΔH2

假设某温度下, ΔH1>ΔH2>0。在下图中绘制下列“C10H18→C10H12→C10H8”的“能量~反应过程” 示意图正确的是: ( )

A. B.

C. D.

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【题目】实验室制备甲基丙烯酸甲酯的反应装置示意图和有关信息如下:

+CH3OH+H2O

药品

相对分子质量

熔点/

沸点/

溶解性

密度(gcm-3

甲醇

32

-98

-64.5

与水混溶,易溶于有机溶剂

0.79

甲基丙烯酸

86

15

161

溶于热水,易溶于有机剂

1.01

甲基丙烯酸甲酯

100

-48

100

微溶于水,易溶于有机溶剂

0.944

已知甲基丙烯酸甲酯受热易聚合;甲基丙烯酸甲酯在盐溶液中溶解度较小;CaCl2可与醇结合形成复合物;

实验步骤:

①向100mL烧瓶中依次加入:15mL甲基丙烯酸、2粒沸石、10mL无水甲醇、适量的浓硫酸;

②在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口,通入冷凝水,缓慢加热 烧瓶。在反应过程中,通过分水器下部的旋塞分出生成的水,保持分水器中水层液面的高度不变,使油层尽量回到圆底烧瓶中;

③当 ,停止加热;

④冷却后用试剂 X 洗涤烧瓶中的混合溶液并分离;

⑤取有机层混合液蒸馏,得到较纯净的甲基丙烯酸甲酯。请回答下列问题:

1A装置的名称是_____

2)请将步骤③填完整____

3)上述实验可能生成的副产物结构简式为_____(填两种)。

4)下列说法正确的是______

A.在该实验中,浓硫酸是催化剂和脱水剂

B.酯化反应中若生成的酯的密度比水大,不能用分水器提高反应物的转化率

C.洗涤剂X是一组试剂,产物要依次用饱和Na2CO3、饱和CaCl2溶液洗涤

D.为了提高蒸馏速度,最后一步蒸馏可采用减压蒸馏;该步骤一定不能用常压蒸馏

5)实验结束收集分水器分离出的水,并测得质量为2.70g,计算甲基丙烯酸甲酯的产率约为_____。实验中甲基丙烯酸甲酯的实际产率总是小于此计算值,其原因不可能是_____

A.分水器收集的水里含甲基丙烯酸甲酯

B.实验条件下发生副反应

C.产品精制时收集部分低沸点物质

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1)测得Na2SO3溶液pH10AgNO3溶液pH5,原因是(用离子方程式表示):___

2)调节pH,实验记录如下:

实验序号

pH

实验现象

a

10

产生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清

b

6

产生白色沉淀,一段时间后,沉淀未溶解

c

2

产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X

查阅资料得知:

.Ag2SO3:白色,难溶于水,溶于过量的Na2SO3溶液。

.Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反应。

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①白色沉淀为Ag2SO3

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4)将cX滤出、洗净,为确认其组成,实验如下:

.X中滴加稀盐酸,无明显变化。

.X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体。

.分别用Ba(NO3)2BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液,前者无明显变化,后者产生白色沉淀。

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②根据实验现象分析,X的成分是___

③Ⅱ中反应的化学方程式是___

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C. c点时水的电离程度最大

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请回答下列问题

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