工業(yè)上利用廢鎳催化劑(主要成分為Ni,還含有一定量的Fe、SiO
2、MgO等)可以制取黃鈉鐵礬【化學(xué)式為Na
2Fe
6(SO
4)
4(OH)
12】和NiSO
4?6H
2O。實驗流程如圖:
(1)請寫出一種能提高“酸浸”速率的措施:
將鎳礦粉碎或適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度、適當(dāng)提高稀硫酸的濃度
將鎳礦粉碎或適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度、適當(dāng)提高稀硫酸的濃度
;酸浸時要保持強制通風(fēng),目的是
降低氫氣的濃度,防止發(fā)生爆炸
降低氫氣的濃度,防止發(fā)生爆炸
。
(2)制備黃鈉鐵礬,沉淀的成分與溫度、pH的關(guān)系如圖所示(陰影部分為黃鈉鐵礬):
①NaClO溶液的作用除調(diào)控溶液的pH外,還有
將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+和提供Na源
將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+和提供Na源
。
②制備黃鈉鐵礬可以選擇的條件為
bc
bc
(填標(biāo)號)。
a.25℃pH=4
b.40℃pH=2
c.80℃pH=2
d.100℃pH=7
③寫出若控制條件為25℃,pH=4時,反應(yīng)的離子方程式
2Fe
2++
+5H
2O=2Fe(OH)
3↓+Cl
-+4H
+2Fe
2++
+5H
2O=2Fe(OH)
3↓+Cl
-+4H
+。
(3)常溫下,加入NaF溶液沉鎂,控制溶液pH=4,使Mg
2+恰好沉淀完全(即溶液中c(Mg
2+)=1×10
-5mol?L
-1),則此時溶液中c(HF)=
2.5×10-3mol/L
2.5×10-3mol/L
。[已知K
sp(MgF
2)=6.4×10
-10,K
a(HF)=3.2×10
-4]。
(4)硫酸鈉與硫酸鎳晶體溶解度曲線如圖所示。由濾液制備6H
2O的實驗步驟為:
向濾液中加入過量NaOH溶液,生成Ni(OH)2沉淀,過濾得沉淀,用蒸餾水洗滌沉淀,將沉淀用過量的稀硫酸溶解
向濾液中加入過量NaOH溶液,生成Ni(OH)2沉淀,過濾得沉淀,用蒸餾水洗滌沉淀,將沉淀用過量的稀硫酸溶解
(簡述用到試劑和操作),蒸發(fā)濃縮,控制溫度30.8℃~53.8℃冷卻結(jié)晶,趁熱過濾,洗滌。(供選試劑為NaOH溶液、稀硫酸、水)
【答案】將鎳礦粉碎或適當(dāng)提高反應(yīng)的溫度、適當(dāng)提高稀硫酸的濃度;降低氫氣的濃度,防止發(fā)生爆炸;將溶液中的Fe
2+氧化為Fe
3+和提供Na源;bc;2Fe
2++
+5H
2O=2Fe(OH)
3↓+Cl
-+4H
+;2.5×10
-3mol/L;向濾液中加入過量NaOH溶液,生成Ni(OH)
2沉淀,過濾得沉淀,用蒸餾水洗滌沉淀,將沉淀用過量的稀硫酸溶解