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【题目】从镍矿石尾矿中提取NiSO4是解决我国镍资源匮乏的一条重要途径,已知该过程如下:

表1:各物质的Ksp数据如下表:

物质

MnS

NiS

PbS

CuS

Ni(OH)2

Ksp

2.5×10-13

1.1×10-21

8.0×10-28

6.3×10-36

2.0×10-15

表2:滤液A中各金属离子的含量如下表:

成分

Ni2+

Fe3+

Fe2+

Mn2+

Cu2+

Pb2+

……

含量/g·L-1

3.80

4.80

x

0. 20

0.15

<0.001

……

根据以上信息,回答下列问题:

(1)步骤I酸浸之前需将矿石粉碎,目的是_______________。

(2)若杂质离子的浓度c≤1.0×10-5mol/L即可认定沉淀完全,则步骤Ⅱ中当Pb2+恰好沉淀完全时,溶液中硫离子的浓度c(S2-)=_____________mol·L-1;此时Ni2+是否已开始沉淀____(填“是”或“否”)。

(3)常温下进行步骤Ⅲ的目的是为了除去铁和锰元素,已知除铁元素的离子反应如下:2Fe2++ ClO - +5H2O=2Fe( OH)3↓+Cl- +4H+,此时Mn2+的氧化产物为MnO2,写出除锰元素的离子方程式_____________。

(4)所得Ni(OH)2是制造镍镉电池的重要原料,镍镉电池工作原理如下:Cd+2NiO(OH) +2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2,则随着放电的进行,正极区pH______(填“增大”、“减小”或“不变”);充电时阴极电极反应式为______________________。

【答案】增大接触面积,提高浸取率 8.0×l0-23 否 Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+ 增大 Cd(OH)2 +2e-=Cd+2OH-

【解析】

(1)矿石粉碎的目的是增大接触面积,提高浸出率;

(2)根据溶度积进行计算和判断;

(3)Mn2+的氧化产物是MnO2,说明Mn2+作还原剂,ClO-作氧化剂,本身被还原成Cl-,然后利用化合价升降法进行配平;

(4)根据电解原理进行分析;

(1)步骤I酸浸之前,需要将矿石粉碎,可以增大接触面积,提高浸取率;

答案为增大接触面积,提高浸取率;

(2)若杂质离子的浓度c≤1.0×10-5mol/L即可认定沉淀完全,步骤II中Pb2+恰好沉淀完全,此时溶液中c(S2-)==8.0×10-23mol·L-1;加入滤液的体积为1L,此时溶液中c(Ni2+)=≈0.06mol·L-1,即有Qc=0.06×8.0×10-23=4.8×10-24<1.1×10-21,说明Ni2+还没有沉淀;

答案为8.0×10-23mol·L-1;否;

(3)Mn2+的氧化产物是MnO2,即Mn2+作还原剂,ClO-作氧化剂,其还原产物应是Cl-,则有Mn2++ClO-→MnO2↓+Cl-,利用化合价升降法进行配平,得出Mn2++ClO-→MnO2↓+Cl-,然后利用原子守恒以及所带电荷数守恒,得到:Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+;

答案为Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+;

(4)放电是电池工作,其正极反应式为:NiOOH+H2O+e-=Ni(OH)2+OH-,正极区的c(OH-)增大,即pH增大;充电属于电解池,阴极上得到电子,即阴极反应式为Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-;

答案为增大;Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-。

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0

40

80

120

160

甲

2.00

1.50

1.10

0.80

0.80

乙

2.00

1.45

1.00

1.00

1.00

丙

1.00

0.80

0.65

0.53

0.45

根据表中数据,下列说法正确的是

A.乙容器中的反应温度T<300

B.丙容器中,0-40min内用A的浓度变化表示的平均反应速率为为0.05mol/(L·min)

C.若起始时向甲容器中加入0.2、0.2、0.4和1.2,则反应将向正反应方向进行

D.在0-40min内,提高乙容器中的A的转化率的有效途径是使用高效催化剂

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已知:

①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2

②上述流程中,钨的化合价只有在最后一步发生改变。

③常温下钨酸难溶于水。

(1)钨酸盐(FeWO4、MnWO4)中钨元素的化合价为___,请写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成Fe2O3的化学方程式___

(2)上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸中和至pH=10后,溶液中的杂质阴离子确SiO32-、HAsO32-、HAsO42-等,则“净化”过程中,加入H2O2时发生反应的离子方程式为___,滤渣Ⅱ的主要成分是___

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①T1___T2(填“>”或“<”)T1时Ksp(CaWO4)=___

②将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙,发生反应的离子方程式为___。

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