解答题-工业流程题 适中0.65 引用5 组卷1087
镍及其化合物在工业上有广泛应用，红土镍矿是镍资源的主要来源。以某地红土镍矿[主要成分Mg3Si2O5(OH)4、Fe2MgO4、NiO、FeO、Fe2O3]为原料，采用硫酸铵焙烧法选择性提取镍，可减少其他金属杂质浸出，工艺流程如图所示。
已知：①2[Mg3Si2O5(OH)4]+9(NH4)2SO4
3(NH4)2Mg2(SO4)3+12NH3↑+4SiO2+10H2O↑；
②2Fe2MgO4+15(NH4)2SO4(NH4)2Mg2(SO4)3+16NH3↑+4(NH4)3Fe(SO4)3+8H2O↑
③常温下，NiSO4易溶于水，NiOOH不溶于水。
(1)“焙烧”前将“矿样”与(NH4)2SO4混合研磨的目的是___________ 。
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为___________ ，“浸渣"的主要成分除铁的氧化物外还有___________ (填化学式)。
(3)焙烧温度对浸出率的影响如图所示，最佳焙烧温度是___________(填序号)左右。
(4)若残留在浸出液中的铁完全转化为黄铵铁矾除去，“除铁”时通入NH3调节溶液pH的范围是___________ 。该工艺条件下，Ni2+生成Ni(OH)2沉淀，Fe3+生成Fe(OH)3或黄铵铁矾沉淀定，开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表：
(5)“沉镍"时pH调为8.0，滤液中Ni2+浓度约为___________ mol/L(100.4≈2.5)。
(6)流程中___________ (填化学式)可循环使用，减少污染。
(7)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式是___________ 。
已知：①2[Mg3Si2O5(OH)4]+9(NH4)2SO4
3(NH4)2Mg2(SO4)3+12NH3↑+4SiO2+10H2O↑；②2Fe2MgO4+15(NH4)2SO4
(NH4)2Mg2(SO4)3+16NH3↑+4(NH4)3Fe(SO4)3+8H2O↑③常温下，NiSO4易溶于水，NiOOH不溶于水。
(1)“焙烧”前将“矿样”与(NH4)2SO4混合研磨的目的是
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为
(3)焙烧温度对浸出率的影响如图所示，最佳焙烧温度是___________(填序号)左右。
| A．300℃ | B．350℃ | C．400℃ | D．600℃ |
| 沉淀物 | Ni(OH)2 | Fe(OH)3 | 黄铵铁矾 |
| 开始沉淀时的pH | 7.1 | 2.7 | 1.3 |
| 沉淀完全(c=1×10-5 mol/L)时的pH | 9.2 | 3.7 | 2.3 |
(5)“沉镍"时pH调为8.0，滤液中Ni2+浓度约为
(6)流程中
(7)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式是
2021·云南·一模
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工业上以红土镍矿(主要成分Mg3Si2O5(OH)4、Fe2MgO4、NiO、FeO、Fe2O3)为原料，采用硫酸铵焙烧法选择性提取镍及其化合物，并回收副产物黄铵铁矾。工艺流程如下图所示：
已知：
①在焙烧过程中Mg3Si2O5(OH)4和Fe2MgO4转化为(NH4)2Mg2(SO4)3、(NH4)3Fe(SO4)3及SiO2 ；
②加热情况下，Fe3+可水解生成一种难溶于水的黄色固体FeO(OH)；
③常温下，NiSO4易溶于水，NiOOH不溶于水。
(1)在该工艺流程中为了加快化学反应速率而采取的主要措施有_______ (至少回答两项)
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为_______ ，“浸渣"的主要成分除铁的氧化物外还有_______ (填化学式)。
(3)“除铁”和“沉镍"时需将Fe3+、Ni2+转化为沉淀。已知溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
若“沉镍"时pH调为7.8，则滤液中Ni2+浓度约为_______ mol/L。
(4)流程中由Ni(OH)2沉淀得到NiSO4·7H2O晶体的操作是_______ ；NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式是_______ 。
(5)依据下列实验和数据可确定黄铵铁矾【化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)m，摩尔质量为480g/mol】的化学式。
①称取黄铵铁矾2.400 g，加入足量NaOH溶液充分反应后过滤，向滤液中加入足量盐酸酸化，再加入足量的BaCl2溶液，得到沉淀2.330 g。
②Mim Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验，其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300 ℃前分解释放的物质为H2O，300～575 ℃之间只有NH3和H2O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670 ℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。
根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式_______ 。
已知：
①在焙烧过程中Mg3Si2O5(OH)4和Fe2MgO4转化为(NH4)2Mg2(SO4)3、(NH4)3Fe(SO4)3及SiO2 ；
②加热情况下，Fe3+可水解生成一种难溶于水的黄色固体FeO(OH)；
③常温下，NiSO4易溶于水，NiOOH不溶于水。
(1)在该工艺流程中为了加快化学反应速率而采取的主要措施有
(2)经分析矿样中大部分铁仍以氧化物形式存在于“浸渣”中，只有部分FeO在空气中焙烧时与(NH4)2SO4反应生成Fe2(SO4)3，该反应的化学方程式为
(3)“除铁”和“沉镍"时需将Fe3+、Ni2+转化为沉淀。已知溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示：
| 沉淀物 | 黄铵铁矾 | Fe(OH)3 | Ni(OH)2 |
| 开始沉淀时的pH | 1.3 | 2.7 | 7.1 |
| 沉淀完全(c=1×10-5 mol/L)时的pH | 2.3 | 3.7 | 9.2 |
若“沉镍"时pH调为7.8，则滤液中Ni2+浓度约为
(4)流程中由Ni(OH)2沉淀得到NiSO4·7H2O晶体的操作是
(5)依据下列实验和数据可确定黄铵铁矾【化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)m，摩尔质量为480g/mol】的化学式。
①称取黄铵铁矾2.400 g，加入足量NaOH溶液充分反应后过滤，向滤液中加入足量盐酸酸化，再加入足量的BaCl2溶液，得到沉淀2.330 g。
②Mim Ristic等曾对黄铵铁矾进行热分解实验，其结果可用下图热重曲线表示(已知：黄铵铁矾在300 ℃前分解释放的物质为H2O，300～575 ℃之间只有NH3和H2O放出，此时残留固体只存在Fe、O、S三种元素，670 ℃以上得到的是纯净的红棕色粉末)。
根据以上实验及图中数据确定黄铵铁矾的化学式
镍及其化合物在工业上有广泛用途，以某地红土镍矿(主要成分NiO、MgO、Al2O3、SiO2和铁的氧化物为原料，采用酸溶法制取硫酸镍和MgSO4●7H2O，工业流程如图所示。
已知：①常温下，NiSO4易溶于水，Ni(OH)2和NiOOH不溶于水，已知Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15。
②在上述流程中，某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下：
回答下列问题：
(1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是___________ ，“滤渣1”的成分___________ (填化学式)。
(2)滤液1中加入H2O2的作用___________ (用反应离子方程式表示)。
(3)操作II为达到实验目的，由表中的数据判断通入NH3调节溶液pH的范围是___________
(4)“滤液1”中是否存在Fe3+，可用___________ (填试剂名称) 检验，检验存在Fe3+的实验方法是___________ 。
(5)“沉镍”中pH调为8.5，则滤液中Ni2+的浓度为___________ mol·L-1
(6)操作V是___________ 、过滤、洗涤。
(7)NiSO4在碱性溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式___________ 。
已知：①常温下，NiSO4易溶于水，Ni(OH)2和NiOOH不溶于水，已知Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15。
②在上述流程中，某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下：
| 沉淀物 | Ni(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
| 开始沉淀时的pH | 7.1 | 7.6 | 2.7 | 3.4 | 9.2 |
| 沉淀完全(c=1x10-5)时的pH | 9.0 | 9.6 | 3.2 | 4.7 | 11.1 |
回答下列问题：
(1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是
(2)滤液1中加入H2O2的作用
(3)操作II为达到实验目的，由表中的数据判断通入NH3调节溶液pH的范围是
(4)“滤液1”中是否存在Fe3+，可用
(5)“沉镍”中pH调为8.5，则滤液中Ni2+的浓度为
(6)操作V是
(7)NiSO4在碱性溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式
镍及其化合物在工业上有广泛用途，以某地红土镍矿(主要成分NiO、MgO、
、
和铁的氧化物)为原料，采用酸溶法制取
和
，工业流程如图所示：
已知：①常温下，易溶于水，
和NiOOH不溶于水；
。
②在上述流程中，某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下：
回答下列问题：
(1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是______ ，“滤渣1”的成分______ (填化学式)。
(2)“滤液1”中加入
的作用是______ (用离子反应方程式表示)。
(3)操作II为达到实验目的，由表中的数据判断通入
调节溶液pH的范围是______ 。
(4)“滤液1”中是否存在
，可用______ 检验。
(5)“沉镍”中pH调为8.5，则滤液中
的浓度为______ 
。
(6)操作V是______ 、过滤、洗涤。
(7)在碱性溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式为______ 。
、和铁的氧化物)为原料，采用酸溶法制取和，工业流程如图所示：已知：①常温下，
易溶于水，和NiOOH不溶于水；。②在上述流程中，某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下：
沉淀物 |
|
|
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开始沉淀时的pH | 7.1 | 7.6 | 2.7 | 3.4 | 9.2 |
沉淀完全( | 9.0 | 9.6 | 3.2 | 4.7 | 11.1 |
)时的pH(1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是
(2)“滤液1”中加入
的作用是(3)操作II为达到实验目的，由表中的数据判断通入
调节溶液pH的范围是(4)“滤液1”中是否存在
，可用(5)“沉镍”中pH调为8.5，则滤液中
的浓度为。(6)操作V是
(7)
在碱性溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式为组卷网是一个信息分享及获取的平台，不能确保所有知识产权权属清晰，如您发现相关试题侵犯您的合法权益，请联系组卷网
