组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 水溶液中的离子反应和平衡 > 沉淀溶解平衡 > 溶度积 > 溶度积常数相关计算
题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:146 题号:20744760
NCM是三元锂电池最重要的前驱体材料,一种以镍钴杂料(主要成分为,还含有少量铁和铜的氧化物)为原料制备NCM前驱体的工艺流程如图1所示。

回答下列问题:
(1)基态钴原子核外未成对电子数与基态锰原子核外未成对电子数之比为___________
(2)为提高“浸出”效率,可采取的措施有___________(写出一条即可);“浸出”过程中的作用是___________(用离子方程式表示)。
(3)常温下,若“转化”后的溶液中浓度为,在“调”过程中,当调节到2.2时,开始出现沉淀,若要使完全沉淀,则调节溶液最小为___________[已知:当c(Fe3+)≤1×10-5mol/L时,认为沉淀完全]
(4)有机萃取剂P204和P507对金属离子的萃取率与pH的关系如图2、图3所示。

①萃取剂A是___________(填“P204”或“P507”,下同),萃取剂B是___________
②进行“萃钴”操作前,需对水相调pH至___________(填标号),以达到最佳萃取的效果。
a.2.5       b.3.5       c.4.5       d.5.5
③萃取剂萃取的原理为2HR(有机相)(水相)(有机相)(水相),则反萃取操作中可向载钴有机相中加入___________(填试剂名称)得到含的溶液;一定条件下,萃取平衡时,溶液中,则的萃取率为___________
(5)一种NiAs晶体结构如图4所示。

通过X射线光谱测算出该晶胞参数为,设阿伏加德罗常数的值为,则该晶体密度为___________(填含m、n和的表达式)

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【推荐1】金属钛被称为“21世纪金属”。工业上由钛铁矿(主要成分FeTiO3)制备TiCl4的主要工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)已知酸浸反应FeTiO3(s)+2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)+TiOSO4(aq)+2H2O,则FeTiO3中铁元素的化合价为_____。加热TiOSO4溶液可制备TiO2·nH2O 胶体,其反应的化学方程式为__________。为提高钛铁矿的酸浸出率,可采取的办法除粉碎矿石外,还可以采取的办法有_________________(写出两种方法)。
(2)加入A的目的是____ (填字母)。
A.防止Fe2+被氧化                 B.与Fe3+反应             C.防Fe2+水解
溶液II经操作II可得副产品FeSO4·7H2O,则操作II包括浓缩、冷却、__________
(3)常温下,若溶液II中Fe2+的浓度为0.49mol/L,为防止生成Fe(OH)2沉淀,溶液的pH不超过_____。(已知Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17)
(4)钛酸煅烧得中间产物的化学方程式为H2TiO3(s) TiO2(s)+H2O(g),上述工艺流程中,氯气与焦炭均足量时生成TiCl4的化学方程式为__________________________
(5)可利用TiO2通过下述两种方法制备金属钛:
方法一:  通过以下反应制备金属钛
①TiO2 (s)+2Cl2(g) TiCl4(g)+O2(g)      H=+ 151kJ/mol
②TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti
方法二: 将TiO2作阴极,石墨作阳极,熔融CaO为电解液,碳块作电解槽池,电解TiO2制得钛,阳极上一定生成的气体是___________,可能生成的气体是______________
从绿色化学角度,你认为上述两种方法中那种更好,并说明理由___________________________
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【推荐2】硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料,难溶于水,可由炼锌的废渣锌灰制取,其工艺流程如图所示.

(1)步骤Ⅱ所得滤渣中的物质是(写化学式)_____________
(2)步骤II中的氧化还原反应的离子方程式为___________________________________
(3)步骤Ⅳ还可以回收Na2SO4来制取Na2S。Na2S可由等物质的量的Na2SO4和CH4在高温、催化剂条件下制取,化学反应方程式为__________________________
(4)已知Na2SO4·10H2O及Na2SO4的溶解度随温度变化曲线如图:

从滤液中得到Na2SO4的操作方法是_________________________________
(5)在废水处理领域中常用H2S 将Mn2+转化为MnS 除去,向含有0.020 mol•L-1 Mn2+废水中通入一定量的H2S 气体,调节溶液的pH=a,当HS-浓度为1.010 -4 mol•L-1时,Mn2+开始沉淀,则a=____________。[已知:H2S 的电离常数Ka1=1.310 -7Ka2=7.010 -15Ksp(MnS)=1.410 -15]
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【推荐3】我国是少数几个拥有石煤资源的国家之一, 工业上以伴生钒的石煤(主要成分为,含少量等杂质)为原料制备钒的主要流程如下:

已知:①难溶于水。②
请问答下列问题:
(1)焙烧。通入空气的条件下,向石煤中加纯碱焙烧,将转化为的化学方程式为___________。为加快焙烧反应的化学反应速率,可采取的措施为___________(任写一条)。
(2)除硅、磷。用MgSO4溶液除硅、磷时,Si、P会形成沉淀。若沉淀后溶液中,则___________。随着温度升高,除磷率会显著下降,其原因一是温度升高,溶解度增大,二是___________
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