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(二)题型集训
公题型1物质制备型
1.(2022·福建南平三模)硫酸镍是一种重要的无机化工产品,广泛用
于工业领域。一种以粗制氢氧化镍[主要成分为Ni(OH)2,含有少量Ca
(OH)2、Co(OHD2、Fe(OH)3等杂质]为原料制备硫酸镍晶体和电积镍的
工艺流程如图所示。
HS0.P204有机萃取剂
粗制
破碎
萃余液
Ni(OH)z
酸溶
萃取1
研磨
滤渣
萃取液1
P507有机萃取剂
NiS0.·6H20—…
NiSO
萃取2
溶液
电积镍+
电解沉积
萃取液2
已知:
①P204萃取剂易萃取Ca2+、Fe3+;P507萃取剂易萃取Co2+。
②pH=3.5,NiS04·6H20的溶解度随温度升高而增大。
回答下列问题:
(1)“破碎研磨”的目的为
(2)“酸溶”时主要成分发生反应的离子方程式为
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(3)影响P507萃取率的因素有很多,在其他条件相同时,根据下图分
析分离镍、钴的最佳条件:温度
:相比(油相0:水
相A)
70
60
50
Ni
●Co2
3
10
0
20
25
30
35
40
温度/℃
80
鲁N2
7
◆Co2
000
10
0
5:1
2:1
1112
1:5
相比OA
(4)由NiS04溶液获得NiS04·6H20晶体的操作依次为
(⑤)向“萃取液1、萃取液2”中加入硫酸可进行反萃取是该流程的优
点之一,反萃取操作的目的为
;该流程中
的优点还有
(任写一点)。
(6)电解NiS04溶液的化学方程式为
解析:(1)“破碎研磨”的目的为增大与硫酸的接触面积,提高酸溶速
率和Ni2+的浸出率。
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(2)由题干信息可知,粗制氢氧化镍主要成分为N1(OH)2,“酸溶”时
主要成分发生反应的化学方程式为Ni(O)2+H2S04一NiS04+2H20,故
其离子方程式为Ni(OH)2+2H一Ni2+2H20。
(3)影响P507萃取率的因素有很多,在其他条件相同时,根据题图分
析分离镍、钴的最佳条件,由温度图像可知,温度在30℃时,Co2+萃取
率已经较大,且温度升高,Co2+的萃取率变化不明显,而N2+的萃取率
增大,由相比图像可知,相比(油相0:水相A)为1:1时,Co2+的萃取
率相对较大,Ni2的萃取率很小,O/A增大后Ni2*的萃取率快速上升,
故最适宜的条件是温度为30℃,0/A为1:1。
(④)由已知条件②可知,由NiS04溶液获得NiS04·6H0晶体的操作为
蒸发浓缩,冷却结晶,抽滤,洗涤干燥。
(⑤)向“萃取液1、萃取液2”中加入硫酸可进行反萃取是该流程的优
点之一,反萃取操作的目的为获取有机相,进行循环利用或将Co2*、
Ca2+、Fe3+等离子转移至水相,进一步回收利用等:该流程中的优点还
有多次萃取,深度除杂或电解产生的硫酸循环利用等。
(6)类比电解CuS04溶液可知电解NiS04溶液生成Ni、H2S04和O2,其
化学方程式为2NiS04+2H20电解2Ni+2H2S04+02↑。
答案:(1)增大与硫酸的接触面积,提高酸溶速率和N2+的浸出率
(2)Ni (OH)2+2H*-Ni2++2H20
(3)30℃1:1
(4)蒸发浓缩,冷却结晶,抽滤,洗涤干燥
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(⑤)获取有机相,进行循环利用或将Co2+、Ca2+、Fe3+等离子转移至水
相,进一步回收利用
多次萃取,深度除杂(或电解产生的硫酸循环利
用等合理答案均可)
(6)2NiS04+2H20电榔2Ni+2H2S04+021
2.(2022·广东肇庆二模)菱镁矿的主要成分为MgC03,还含少量Si02、
FO3和A1zO3。工业上利用菱镁矿治炼镁的路径有两种,具体工业流
程如图。
Ca0、硅铁
工艺L混科一高温一
菱镁矿煅烧烧渣
废渣
NH,CI溶液
氨水
工艺亚浸
浸液沉逮
浸渣气休
滤液
盐酸
升温浓缩
操作-MgCL,·6H,0
酸溶
滤渣
降温结晶
→MgCL,一熔融电解
→Mg
回答下列问题:
(1)“锻烧”时,需将菱镁矿破碎,并将热空气从底部吹入,这两种操作
的优点为
(2)工艺I中所得“废渣”中含钙成分有
(填化
学式)。
(③)工艺Ⅱ中“浸出”操作中溶解氧化镁的离子方程式为
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