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(见学生用书P16)
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
(2)路线
[易错提醒]
(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。
3.粗盐提纯过程中涉及的主要操作
(1)过滤
(2)蒸发
即时巩固
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 )
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Na2CO3、NaOH,然后将溶液蒸发结晶得到较为纯净的食盐产品,综上所述,答案为A。
2.某溶液中只可能含有K+、NH、Fe2+、Al3+、Cl-、SO、CO、AlO中的若干种离子,离子浓度均为0.1 mol·L-1,某同学进行了如图实验,下列说法正确的是( B )
A.原溶液中含有Al3+,不含AlO
B.原溶液中存在NH、Fe2+、Cl-、SO
C.沉淀C中含有BaCO3、Al(OH)3
D.滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe2+和Ba2+
【解析】溶液中加入过量稀硫酸无明显现象,说明无CO;加入硝酸钡溶液,有气体生成,说明发生了氧化还原反应,则含有Fe2+,不含AlO;有沉淀A,说明沉淀A为硫酸钡沉淀,但不能说明含有SO,因为前面加入了稀硫酸;滤液X中加入过量NaOH溶液生成气体,则气体为氨气,原溶液中含有NH;沉淀B含有氢氧化铁沉淀;滤液中通入少量二氧化碳有沉淀C生成,沉淀C一定含有碳酸钡,由于溶液中离子浓度均为0.1 mol·L-1,结合电荷守恒可判断不可能含有Al3+,只含有NH、Fe2+、Cl-、SO才能保证电荷守恒,溶液中也不存在K+。根据上述分析可知,溶液中不含Al3+、AlO,故A错误;根据上述分析可知,溶液中存在NH、Fe2+、Cl-、SO,故B正确;根据上述分析可知,溶液中不含Al3+,则沉淀C为碳酸钡,不含Al(OH)3,故C错误;滤液X中大量存在的阳离子有NH、Fe3+、H+和Ba2+,故D错误。
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。
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__b__(填字母),写出发生反应的离子方程式:__2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O__。
a.稀硝酸
b.双氧水
c.酸性高锰酸钾溶液
d.新制氯水
(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__Fe3+、Al3+__(填金属离子符号)。
(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__99.7%__(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]
(4)影响P507萃取率的因素有很多,在其他条件相同时,根据如图分析分离镍、钴的最佳条件:相比(油相O∶水相A)=__1∶1__;P507萃取金属离子的原理为nHR(Org)+Mn+(aq)MRn(Org)+nH+(aq),在一定范围内,随着pH升高,萃取率升高的原因是
__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__。
(5)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系:
温度
低于30.8 ℃
30.8~
53.8 ℃
53.8~
280 ℃
高于280 ℃
晶体
形态
NiSO4·
7H2O
NiSO4·