综合题13.0分
化学

醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要醋酸镍的工艺流程图如下:

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表:

15.调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是____________。

16.滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是____________、_____________。

17.写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式_____________。

18.酸浸过程中,lmol NiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式_______________。

19.沉镍过程中,若c(Ni2+)=2.0 mol· L-1,欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为__________g。(保留小数点后1位有效数字)

20.保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废料进行酸浸,镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为________℃、_______min。

考察知识点

  • 常见有机化合物的结构

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

5.0≤pH<6.7

解析

调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是5.0≤pH<6.7。

考查方向

本题主要考查了流程分析推断,实验操作步骤的分析判断,化学方程式计算和电解原理分析应用。

解题思路

制取醋酸镍的工艺流程图:

含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎后加酸浸的过程可将金属化合物离子化,从而得到Ni2+、Al3+、Fe2+、Ca2+,加过氧化氢将S2-和Fe2+氧化,利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)并加乙酸制取醋酸镍。

易错点

分析表格利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

SiO2、 CaSO4       CaF2

解析

滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是SiO2、 CaSO4 CaF2  。

考查方向

本题主要考查了流程分析推断,实验操作步骤的分析判断,化学方程式计算和电解原理分析应用。

解题思路

制取醋酸镍的工艺流程图:

含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎后加酸浸的过程可将金属化合物离子化,从而得到Ni2+、Al3+、Fe2+、Ca2+,加过氧化氢将S2-和Fe2+氧化,利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)并加乙酸制取醋酸镍。

易错点

分析表格利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

2Fe2+ + H2O2 +2H+ == 2Fe3+ + 2H2O

解析

写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式2Fe2+ + H2O2 +2H+ == 2Fe3+ + 2H2O  。

考查方向

本题主要考查了流程分析推断,实验操作步骤的分析判断,化学方程式计算和电解原理分析应用。

解题思路

制取醋酸镍的工艺流程图:

含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎后加酸浸的过程可将金属化合物离子化,从而得到Ni2+、Al3+、Fe2+、Ca2+,加过氧化氢将S2-和Fe2+氧化,利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)并加乙酸制取醋酸镍。

易错点

分析表格利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

NiS + H2SO4 + 2HNO3 == NiSO4 + SO2↑+ 2NO↑ + 2H2O  (2分)

解析

酸浸过程中,lmol NiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式NiS + H2SO4 + 2HNO3 == NiSO4 + SO2↑+ 2NO↑ + 2H2O。

考查方向

本题主要考查了流程分析推断,实验操作步骤的分析判断,化学方程式计算和电解原理分析应用。

解题思路

制取醋酸镍的工艺流程图:

含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎后加酸浸的过程可将金属化合物离子化,从而得到Ni2+、Al3+、Fe2+、Ca2+,加过氧化氢将S2-和Fe2+氧化,利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)并加乙酸制取醋酸镍。

易错点

分析表格利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

31.4g

解析

沉镍过程中,若c(Ni2+)=2.0 mol· L-1,欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为31.4g g。

考查方向

本题主要考查了流程分析推断,实验操作步骤的分析判断,化学方程式计算和电解原理分析应用。

解题思路

制取醋酸镍的工艺流程图:

含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎后加酸浸的过程可将金属化合物离子化,从而得到Ni2+、Al3+、Fe2+、Ca2+,加过氧化氢将S2-和Fe2+氧化,利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)并加乙酸制取醋酸镍。

易错点

分析表格利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)。

第6小题正确答案及相关解析

正确答案

70  120

解析

保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废料进行酸浸,镍浸出率随时间变化如右图。酸浸的最佳温度与时间分别为70℃、120min。

考查方向

本题主要考查了流程分析推断,实验操作步骤的分析判断,化学方程式计算和电解原理分析应用。

解题思路

制取醋酸镍的工艺流程图:

含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎后加酸浸的过程可将金属化合物离子化,从而得到Ni2+、Al3+、Fe2+、Ca2+,加过氧化氢将S2-和Fe2+氧化,利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)并加乙酸制取醋酸镍。

易错点

分析表格利用相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性(NiF可溶,CaF微溶,碳酸镍难溶)的不同,除去Al3+、Fe2+、Ca2+最后加纯碱沉淀镍(碳酸镍难溶)。