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题型:解答题-工业流程题 难度:0.4 引用次数:138 题号:17215972
铜冶炼过程中,产生的粗硫酸镍废液中含有Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、H3AsO3等杂质微粒,工业生产以此为原料,精制硫酸镍,主要流程如图:

已知:常温下,Fe(OH)3Ksp=2.6×10−39,Ni(OH)2Ksp=5.48×10−16,HFKa=6.3×10−4
(1)步骤i的操作名称是____
(2)①H3AsO3中As的化合价为____
②步骤ii中H2O2的作用是____
(3)步骤iii,加入Na2CO3的目的是通过调pH进一步去除Fe3+,使c(Fe3+)≤2.5×10-4mol•L-1,若溶液2中c(Ni2+)=0.0548mol•L-1,则需控制pH的大致范围为____
(4)①步骤iv,沉淀3的主要成分有____(填化学式)。
②在加入NaF的同时需调pH约为5,若pH过低,导致沉淀率下降,原因是____
(5)结合图说明由溶液4得到NiSO4•6H2O的操作是____

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【推荐1】实验小组对Cr(Ⅲ)与过氧化氢反应的影响因素进行了探究,实验过程如下:实验1:探究pH对Cr(Ⅲ)与过氧化氢反应的影响
1.室温下,加酸或碱调节0.1mol/LCr2(SO4)3溶液pH分别为2.00、4.10、6.75、8.43、10.03、13.37。
2.各取5mL上述溶液分置于6支试管中,分别向其中逐滴加入30%H2O2溶液,直至溶液不再发生变化,观察并记录现象。
pH对Cr(Ⅲ)与过氧化氢反应的影响
试管
pH2.004.106.758.4310.0313.37
起始现象墨绿色
溶液
墨绿色
溶液
蓝色
浑浊液
蓝色
浑浊液
蓝色
浑浊液
亮绿色
溶液
终点现象墨绿色墨绿色黄绿色亮黄色橙红色砖红色
查阅资料:
①Cr3+为绿色,CrO为亮绿色,CrO为黄色。
②Cr3+较稳定,需用较强氧化剂才能将其氧化;CrO在碱性溶液中是较强的还原剂。
(1)Cr(OH)3为蓝色固体,写出⑤中生成蓝色沉淀的离子方程式_____
(2)试管①②中溶液未发生明显变化,可能的原因是_____
(3)④中沉淀溶解,溶液变为亮黄色,可能发生反应的离子方程式是_____
(4)Cr(OH)3与Al(OH)3类似,具有两性。存在如下关系:Cr3++3OH-Cr(OH)3CrO+H++H2O。解释实验1中,随着溶液pH升高,终点溶液颜色变化的原因______
实验2:探究温度对Cr(Ⅲ)与过氧化氢反应的影响
各取5mLpH=13.50Cr2(SO4)3溶液分置于5支试管中,将其分置于0℃、25℃、50℃、75℃、100℃的水浴中,然后向试管中各滴加过量30%H2O2溶液,观察并记录实验现象:
温度对Cr(Ⅲ)与30%H2O2反应的影响
反应温度0℃25℃50℃75℃100℃
起始现象墨绿色
终点现象红棕色砖红色橙红色亮黄色亮黄色
(5)随着反应温度的升高,反应后溶液颜色由红棕色向亮黄色转变,是因为生成的红色物质CrO(Cr为+5价)不稳定,自身发生氧化还原反应,随着温度升高会逐渐转化为亮黄色的CrO,同时生成氧气。发生反应的离子方程式是______
(6)反应物浓度也是影响反应的因素之一。请利用实验1给出的试剂,设计实验进行验证_____
(7)综上所述,Cr(III)与过氧化氢的反应产物与_____密切相关。
2020-11-09更新 | 448次组卷
解答题-工业流程题 | 较难 (0.4)
解题方法
【推荐2】I 铁及其化合物之间的相互转化可用下式表示:

回答下列有关问题:
(1)检验硫酸铁溶液中是否存在Fe2+的方法是___________________
(2)干法制备高铁酸钠的主要反应为2FeSO4+6Na2O2= 2Na2FeO4+2Na2O+2Na2SO4+O2
该反应中的还原剂是___________,每生成l mol Na2FeO4转移____________mol电子。
(3)湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的反应体系中有六种微粒:
Fe(OH)3、ClO-、OH-、FeO42-、Cl-、H2O。
①写出并配平湿法制高铁酸钾的离子反应方程式:_______________
②若反应过程中转移了0.3 mol电子,则还原产物的物质的量为___________
II某化学小组通过查阅资料,设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%)。

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下:

(1)“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是____________
(2)“酸浸”时所加入的酸是____________________(填化学式)。
(3)加入H2O2时发生反应的离子方程式为__________________
(4)操作b为调节溶液的pH,你认为pH的调控范围是__________________
(5)NiS04·7Hz0可用于制备镍氢电池(NiMH),镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型。NiMH中的M表示储氢金属或合金。该电池在充电过程中总反应的化学方程式是Ni(OH)2+M=NiOOH+MH,则NiMH电池放电过程中,正极的电极反应式为__________________
2016-01-06更新 | 260次组卷
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【推荐3】二氧化氯泡腾片是一种常用的含氯消毒剂,其主要成分是亚氯酸钠(NaClO2)。NaClO2的制备原理为:用SO2与NaClO3制取ClO2气体,再由ClO2在强碱性条件下与过量的H2O2反应制得(装置如图所示)。

已知:①NaClO2碱性溶液稳定,酸性溶液会分解
②无水NaClO2常温稳定,有水存在时加热到130°C分解;
③NaClO2饱和溶液在温度低于38°C时析出的晶体是NaClO2•3H2O,高于38°C时析出晶体是NaClO2
(1)装置C用于制备ClO2气体,同时生成NaHSO4,写出该反应的化学方程式:_______
(2)将C中产生的ClO2通入装置D中制备NaClO2,反应温度需控制在3°C,写出该反应的离子方程式:____
(3)反应结束后,将D中混合物减压蒸发浓缩,冷却结晶可获得NaClO2晶体。结晶时温度需保持在40~55°C,原因是_______
(4)保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高ClO2吸收率的措施有(写出一种即可)_____
(5)装置C所得溶液中主要溶质为Na2SO4和NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源,经处理后可获得芒硝(Na2SO4·10H2O)。请补充完整由装置C中所得溶液制取Na2SO4·10H2O的实验方案:_____________(实验中须使用的试剂和仪器有:NaOH溶液、冰水、pH计)。已知:Na2SO4的溶解度曲线如图所示。
2020-07-31更新 | 281次组卷
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