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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:244 题号:20405671
一种废镍催化剂中含有Ni、Al、Cr、Cu、FeS及碳粉,以其为原料制备环烷酸镍[,常温下为难溶于水的液体]的工艺流程如图所示:
   
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子
开始沉淀的pH1.97.06.45.4
完全沉淀的pH3.29.08.46.7
回答下列问题:
(1)“灼烧”后Cr转化为,已知性质相似,则滤液中阴离子有___________。基态Cr原子的价层电子排布式为___________
(2)“酸溶”时,先加入一定量的水,然后分次加入浓硫酸,与直接用稀硫酸溶解相比,其优点是___________
(3)“调pH”时,溶液pH的范围为___________
(4)常温下,CuS的极小,用可将完全沉淀。CuS晶胞中的位置如图1所示,位于所构成的四面体中心,晶胞侧视图如图2所示。
   
①与距离最近的数目为___________
②CuS的晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为,则CuS晶体的密度为___________
(5)环烷酸的化学式为,写出“合成”反应的化学方程式:___________

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解题方法
【推荐1】利用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)可以制取多种化工试剂,以下为草酸钴晶体和氯化钴晶体的制备流程,回答下列问题:

已知:①NaClO3不能氧化CoCl2
②流程中部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2
开始沉淀2.77.67.64.07.7
完全沉淀3.79.69.25.29.8
(1)浸出过程中加入Na2SO3目的是_______
(2)加入Na2CO3调pH至5.2,目的是_______;萃取剂层含锰元素,则沉淀Ⅱ的主要成分为_______
(3)操作Ⅰ包括:将水层加入浓盐酸调整pH为2~3,______________、过滤、洗涤、减压烘干等过程。
(4)将5.49g草酸钴晶体(CoC2O4·2H2O)置于空气中加热,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。
温度范围/℃固体质量/g
150~2104.41
290~3202.41
经测定,整个受热过程,只产生水蒸气和CO2气体,则290~320℃温度范围,剩余的固体物质化学式为_______。[已知:CoC2O4·2H2O的摩尔质量为183g·mol−1]
2022-11-20更新 | 120次组卷
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【推荐2】磷锌白[Zn3(PO4)2]可用于生产无毒防锈颜料和水溶性涂料。一种利用烧铸灰(主要含ZnO,还含少量Fe3O4、PbO、SnO2、CuO及SiO2等)为原料制取磷锌白的工艺流程如下图所示:

回答下列问题:
(1)为提高“酸溶”时锌的浸出率,可采取的措施有_______(列举1条),“滤渣1”的主要成分为_______(填化学式)。
(2)写出“沉锰”步骤的离子方程式:_______
(3)几种金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH如下表所示:
金属离子Sn4+Fe3+Cu2+Zn2+
开始沉淀的pH0.52.24.86.5
沉淀完全的pH1.33.66.48.5
“调pH”为4.0的目的是除去Fe3+_______,为检验“过滤2”后的滤液中是否含有Fe3+,可选用的化学试剂是_______
(4)“制备”时,加Na2HPO4至Zn2+恰好沉淀完全的离子方程式为_______
(5)本实验采用过量的锌粉除去铜离子杂质,还可以通入H2S除铜离子,当通入H2S达到饱和时测得溶液的pH = 1,此时溶液中c(Cu2+)为_______。[已知:25℃,H2S溶于水形成饱和溶液时,c(H2S) = 0.1 mol/L;H2S的电离平衡常数Ka1 = 1×10−7,Ka2 = 1×10−13;Ksp(CuS) = 6×10−36]
(6)某工厂用7 t烧铸灰(氧化锌的质量分数为81%)进行上述工艺流程,最终制得Zn3(PO4)2 7.7 t,则产率为_______(保留三位有效数字)。
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【推荐3】实验室以工业钴渣为原料制取CoSO4溶液和ZnSO4·7H2O晶体,其实验流程如下:

已知:①“酸浸”所得溶液中主要含CoSO4、ZnSO4,另含少量FeSO4、NiSO4。②金属活动性:Ni介于Fe、Cu之间。③下表是相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度1 mol·L1计算,pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2):
金属离子开始沉淀的pH完全沉淀的pH
Co27.69.4
Zn25.98.9
(1)“酸浸”时所加稀硫酸不宜过量太多的原因是________
(2)“除铁”时,向溶液中持续鼓入空气的作用是________
(3)流程中需将滤渣Ⅰ、滤渣Ⅱ的洗涤液与“除铁”后所得滤液合并,目的是________
(4)写出“还原”过程中Na2SO3、稀H2SO4与Co(OH)3反应的离子方程式:________
(5)实验所得CoSO4溶液可用于制备CoCO3,制备时CoSO4饱和溶液与Na2CO3饱和溶液的混合方式为________
(6)请结合如图硫酸锌晶体的溶解度曲线,设计从“氧化沉钴”后的滤液(含ZnSO4、Na2SO4、NiSO4等)中获取ZnSO4·7H2O的实验方案:取适量滤液,____________________________,过滤,用少量冰水洗涤,低温干燥得ZnSO4·7H2O晶体。(实验中须使用的试剂有:Zn粉、1.0 mol·L1 NaOH、1.0 mol·L1 H2SO4
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