從銅電解液(主要含Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Ca+、Zn2+等)中提純得到粗硫酸鎳晶體,為了進一步純化并回收膽礬晶體,某課題小組設計了如圖流程:
已知:相關離子濃度為0.1mol?L-1時,形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:
金屬離子 |
Cu2+ |
Fe2+ |
Fe3+ |
Ca2+ |
Zn2+ |
Ni2+ |
開始沉淀的pH |
4.2 |
6.3 |
1.5 |
11.8 |
6.2 |
6.9 |
沉淀完全的pH |
6.7 |
8.3 |
2.8 |
13.8 |
8.2 |
8.9 |
(1)為加快“水浸”時的浸出率,可采取的措施有
攪拌
攪拌
(任寫一點)。
(2)為了使“溶液1”中的反應充分進行,需要通入稍過量的H
2S,寫出Fe
3+與H
2S發(fā)生反應的離子方程式:
2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+
2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+
。
(3)請結合離子方程式解釋向“溶液2”中加入Ni(OH)
2的原因:
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,加入Ni(OH)2后消耗H+,使平衡正向移動,有利于Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而被除去
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,加入Ni(OH)2后消耗H+,使平衡正向移動,有利于Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而被除去
。
(4)“操作X”為在
蒸發(fā)皿
蒸發(fā)皿
(填儀器名稱)中加熱至
出現(xiàn)少量晶膜
出現(xiàn)少量晶膜
,冷卻結晶、過濾、洗滌,干燥后得到結晶水合物晶體。
(5)若“溶液3”中Ca
2+的濃度為0.001mol?L
-1,取等體積的NiF
2溶液與該溶液混合,要使反應結束時c(Ca
2+)<10
-5mol?L
-1,則所加NF
2溶液的濃度至少為
0.003
0.003
mol?L
-1[已知室溫下,K
sp(CaF
2)=4×10
-11]
(6)室溫下選擇萃取劑P
204(二乙基己基磷酸,用HR表示),其萃取原理為nHR+M
n+?MR
n+nH
+,試劑a為
H2SO4
H2SO4
(填化學式)。溶液pH對幾種離子的萃取率的影響如圖,則萃取鋅時,應控制pH的范圍為3~4,請解釋原因:
pH太小,鋅的萃取率低,pH太大,鎳可能以Ni(OH)2的形式沉出,不利于硫酸鎳晶體的生成
pH太小,鋅的萃取率低,pH太大,鎳可能以Ni(OH)2的形式沉出,不利于硫酸鎳晶體的生成
。