(2)根据上面的分析可知,试剂a是H2O2,所以“氧化”时反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H 2O;
(3)根据表中的数据可知,pH为5.0时,Fe3+、Al3+沉淀完全,pH为6.8时Ni2+开始沉淀,所以pH的调控范围为5.0≤pH<6.8,其反应的原理为:加入Ni(OH)2调节消耗溶液中的氢离子,促使Fe3+、Al3+的水解平衡右移,使Fe3+、Al3+转化为相应的沉淀,滤渣Ⅱ的成分为Fe(OH)3和Al(OH)3;
(4)“沉镍”时反应的离子方程式为Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O4•2H2O,证明Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是取上层清液,继续滴加(NH4)2C2O4溶液,无沉淀生成;当Ca2+沉淀完全时,即c(Ca2+)<10-5mol/L,根据Ksp(CaF2)=1.46×10-10,可知溶液中c2(F-)> mol/L。
11.CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2•6H2O的一种新工艺流程如下图:
已知:①CoCl2•6H2O熔点86℃,易溶于水、乙醚等;常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,易失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。(乙醚:无色液体,沸点34.5℃,在水中的溶解度小)
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3
开始沉淀 2.3 7.5 7.6 3.4
完全沉淀 4.1 9.7 9.2 5.2
请回答下列问题:
(1)钴的性质与铁相似,能与盐酸和硝酸反应,写出钴与盐酸反应的化学方程式:________________________________。
(2)在上述新工艺中,用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料,其主要优点:
①为__________________________,防止大气污染;
②防止产品中混有硝酸盐。
(3) 加入碳酸钠调节pH至a,a的范围应是5.2~_________。
(4) 操作Ⅰ包含3个基本实验操作,它们是蒸发浓缩、冷却结晶和_________。
(5)根据表中数据,判断Ksp[Fe(OH)3] ________Ksp[Co(OH)2] (填“<”、“=”或“>”) 。在实验室中,为了从上述产品中获得纯净的CoCl2•6H2O,采用的方法是:将产品溶于乙醚过滤后,再蒸馏。
【答案】 Co+2HCl=CoCl2+H2↑ 避免生成氮的氧化物(或减少有毒气体的排放等) 7.6 过滤 <
(3) 表中数据可知,铁离子和铝离子沉淀完全的pH分别为4.1、5.2,而钴离子开始沉淀的pH为7.6,所以,加入碳酸钠调节pH至5.2~7.6。
(4) 操作Ⅰ包含3个基本实验操作,它们是蒸发浓缩、冷却结晶和过滤。
(5)根据表中数据可知,铁离子沉淀完全的pH低于钴离子开始沉淀的pH,可以判断Ksp[Fe(OH)3] <Ksp[Co(OH)2]。
12.NiCl2是化工合成中最重要的镍源,工业上以金属镍废料(含Fe、Ca、Mg等杂质)为原料生产NiCl2,继而生产Ni2O3的工艺流程如下:
流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
氢氧化物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2
开始沉淀的pH 1.1 6.5 7.1
沉淀完全的pH 3.2 9.7 9.2
(1) 为了提高镍元素的浸出率,在“酸浸”时可采取的措施有:
①适当升高温度;②搅拌;③________等。
(2) 加入H2O2时发生主要反应的离子方程式为________________。
(3) “除铁”时,控制溶液pH的范围为______________。
(4) 滤渣B的主要成分的化学式为______________。
(5) 已知:Ksp(NiCO3)=1.42×10-7。为确保沉镍完全(即溶液中c(Ni2+)<1.0×10-6),应保持溶液中c(CO32-)>________mol•L-1。
(6) “氧化”生成Ni2O3的离子方程式为________________。
【答案】 增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末或延长浸泡时间等) 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 3.2~7.1 MgF2、