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解答题-工业流程题 适中0.65 引用2 组卷301
从铜电解液(主要含Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+等)中提纯可得到粗硫酸镍晶体,某课题小组为了进一步精制纯化并回收胆矾晶体,设计了如图流程:
   
已知:相关离子浓度为0.1 mol· L-1时,形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子Cu2+Fe2+Fe3+Ca2+Zn2+Ni2+
开始沉淀的pH4.26.31.511.86.26.9
沉淀完全的pH6.78.32.813.88.28.9
(1)为加快“水浸”时的浸出率,可采取的措施有 _______,“滤渣1”的主要成份是_______
(2)为了使“溶液1”中的反应充分进行,需要通入稍过量的H2S,写出Fe3+与H2S发生反应的离子方程式______
(3)解释向“溶液2”中加入Ni(OH)2的原因_______
(4)“操作X”为在_______(填仪器名称)中加热至_______冷却结晶过滤、洗涤、干燥后得到结晶水合物晶体。
(5)若“溶液3”中Ca2+的浓度为0.001 mol·L-1,取等体积的NiF2溶液与该溶液混合,要使反应结束时c(Ca2+)<10-5 mol· L-1,则所加NiF2溶液的浓度至少为_______ mol · L-1。[已知室温下Ksp(CaF2)=4×10-11]
(6)室温下选择萃取剂P204(二乙基已基磷酸,用HR表示),其萃取原理为nHR +Mn+MRn +nH+,试剂a为_____(填化学式)。溶液pH对几种离子的萃取率的影响如图,则萃取锌时,应控制pH的范围为3~4,请解释原因_______
   
2023·内蒙古乌兰察布·二模
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铜电解液中主要含 Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Zn2+等,为提纯得到粗硫酸镍晶体和胆矾晶体, 某兴趣小组设计了如图流程:
   
已知:相关离子浓度为0.1mol/L时形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子Cu2+Fe2+Fe3+Ca2+Zn2+Ni2+
开始沉淀的 pH4.26.31.511.86.26.9
沉淀完全的 pH6.78.32.813.88.28.9
(1)基态Cu原子的价电子排布式为___________,H2O2___________ (填“极性”或“非极性”)分子。
(2)向“溶液1”中通入稍过量的H2S,写出主要反应的离子方程式:________________
(3)请结合离子方程式解释向“溶液2”中加入Ni(OH)2的原因___________
(4)若“溶液3”中Ca2+的浓度为0.002mol/L,取等体积的NiF2溶液与该溶液混合,要使反应结束时c(Ca2+)<105mol/L,则所加NiF2溶液的浓度至少为___________mol/L。【已知室温下Ksp (CaF2)=4×1011
(5)室温下选择萃取剂HR,其萃取原理为:nHR+Mn+MRn+nH+,溶液 pH 对几种离子的萃取率的 影响如图,则萃取锌时,应控制pH的范围为 3~4,请解释原因:___________。试剂a为___________(填化学式)。
   
(6)铅和银均为用途广泛的重金属,其中银的一种化合物五唑银(AgN5 )作为新型高能含能材料,在炸药、推进剂等领域具有较高的应用价值。AgN5的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为apm。图中,粒子1的原子分数坐标为(,0),则粒子2的原子分数坐标为___________。设阿伏加德罗常数的值为NA,则AgN5晶体的密度为___________g/cm3 (列出计算表达式)。
   

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