内容正文:
微素养•实验观1 用化学沉淀法
去除粗盐中的杂质离子
第二章 离子反应 氧化还原反应
归纳总结
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(2)路线
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(1)加入试剂的顺序:BaCl2必须在Na2CO3之前加。
(2)过滤之后再加入稀盐酸除去过量的Na2CO3和NaOH。
(3)除去多种杂质时必须考虑加入试剂的顺序。
(4)除杂时,每次所加试剂都要略微过量是为了将杂质离子完全沉淀而除去。
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3.粗盐提纯过程中涉及的主要操作
(1)过滤
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(2)蒸发
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即 时 巩 固
√
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√
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3.某镍矿石的主要成分为NiO,另含CoO、FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2等杂质,按以下流程可制备NiSO4•6H2O晶体和金属钴。
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回答下列问题。
(1)“预处理”时需将Fe2+全部氧化为Fe3+,试剂X最好选用______(填字母),写出发生反应的离子方程式:________________________________。
a.稀硝酸
b.双氧水
c.酸性高锰酸钾溶液
d.新制氯水
2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
b
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(2)常温下,一些金属难溶氢氧化物的溶解度(用阳离子的浓度表示)与pH的关系如图所示:
加入NiO调pH=5可除去____________(填金属离子符号)。
Fe3+、Al3+
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(3)滤渣Z的成分为MgF2和CaF2。若原溶液中c(Ca2+)=1.0×10-3 mol/L,沉淀后溶液中c(Mg2+)=1.5×10-6 mol/L,则除钙率为______________(忽略沉淀前后溶液体积变化)。[已知:Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11]
99.7%
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1∶1
萃取产生H+,随pH的升高H+被
消耗,促进萃取金属离子的反应正向移动
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(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
从NiSO4溶液获得稳定NiSO4·6H2O晶体的操作a依次是_____________________________________________________________。
蒸发浓缩,冷却至30.8~53.8℃结晶,过滤,洗涤,干燥
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【解析】镍矿石的主要成分为NiO,另含CoO、FeO、Fe2O3、Al2O3、MgO、CaO和SiO2等杂质,酸浸后SiO2难溶,其他金属转化为离子,用双氧水预处理使Fe2+全部氧化为Fe3+,加入NiO调节pH,除去Al3+和Fe3+,得到沉淀Al(OH)3、Fe(OH)3,往溶液中加入NaF,生成CaF2和MgF2沉淀,过滤除去;利用萃取剂P507分离Ni2+和Co2+,有机相中的Co2+被反萃取得到CoCl2溶液,进一步转化得到金属Co;水相中的Ni2+进一步转化生成NiSO4溶液,最终可得到NiSO4•6H2O晶体。
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(1)“预处理”时需将Fe2+全部氧化为Fe3+,从环保角度和不能引入杂质离子角度考虑,试剂X最好选用双氧水,故b正确。根据化合价升降守恒配平得:2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。
(2)由题图可知,加入NiO调pH=5时,Fe3+、Al3+沉淀完全。
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(4)由相比图像可知,相比(油相O∶水相A)为1∶1时,Co2+的萃取率相对较大,Ni2+萃取率很小。
(5)根据表中的信息判断,从NiSO4溶液获得稳定的NiSO4·6H2O晶体的操作依次是蒸发浓缩,冷却至30.8~53.8 ℃结晶,过滤,洗涤,干燥。
感谢聆听,再见!
1.粗食盐水中常含有的杂质离子:Ca2+、Mg2+、SO。
2.粗盐的除杂原理及规律
(1)原理
1.实验室进行粗盐提纯时,需除去Ca2+、Mg2+和SO,所用试剂包括BaCl2以及
A.Na2CO3、NaOH、HCl
B.Na2CO3、HCl、KOH
C.K2CO3、HNO3、NaOH
D.Na2CO3、NaOH、HNO3
【解析】除杂过程中不能引入新杂质,同时为保证除杂完全,所加除杂试剂一般过量,然后选择合适的试剂将所加过量的物质除去。粗盐中主要成分为NaCl。除去Ca2+选用CO将其转化为沉淀,为了不引入新杂质,所加物质的阳离子为Na+,即选用Na2CO3除去Ca2+,同理可知,除去Mg2+需选用NaOH,除去SO需选用BaCl2,因所加除杂试剂均过量,因此向粗盐样品中加入除杂试剂的顺序中,BaCl2先于Na2CO3加入,利用Na2CO3除去Ca2+和多余的BaCl2,因Na2CO3、NaOH均过量,成为新杂质,需要过滤后向滤液中加入盐酸,至溶液中不再有气泡产生,除去Na2CO