(3)根据题意,NiCl2中Ni转化成Ni单质,NaH2PO2为还原剂,P元素的化合价升高,NiCl2+NaH2PO22NiCl2+NaH2PO2
Ni↓+H3PO4+NaCl,依据化合价升降法进行配平,即
2Ni↓+H3PO4+NaCl,产物为H3PO4,说明该溶液为酸性,利用原子守恒配平可得
2Ni↓+H3PO4+NaCl+3HCl。
NaOH反应转化成HP ,次磷酸钠的
NaH2PO2转化为
2-
化学方程式:2NiCl2+NaH2PO2+2H2O(4)
碱)(->2.6,说明碱过量,根据已知反应Ⅳ,H2P 2与过量的 磷)(
产率降低,因此NaH2PO2的产率随Na2HPO3。
碱)(
的增大而降低的可能的原因是过量的碱将 磷)(
(5)“调pH”除去Ca和Al,CO2与碱反应生成C ,C 与Ca反应生成CaCO3,Al转化成Al(OH)3,因此“滤渣2”的成分是CaCO3和Al(OH)3。
(6)NaH2PO2具有强还原性,Ag具有强氧化性,因此加入Ag2SO4溶液不易过量的主要原因是过量Ag会氧化H2P 2。
(7)因为次磷酸钠具有很强的还原性,所以阳极H2P 2放电生成磷酸,则阳极反应为H2P 2+2H2O-4e
--+
+
2+3+
2-2-
2+3+
-
-
H3PO4+3H。
+
4.(2019湖南衡阳二模)锂离子电池与传统电池相比,充电更快,功率密度更高,使用时间更长,在手机和笔记本电脑等便携式电子产品上广泛应用。工业上常以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂,其中一种工艺流程如下:
已知:
①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 开始沉淀pH Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 2.7 3.7 9.6 完全沉淀pH 3.7 4.7 11.0
②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示:
试回答下列问题:
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施,还可通过 来提高浸取率。
(2)反应Ⅰ中应调节pH范围为 ,沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外,还有 。 (3)反应Ⅱ的离子方程式为 ( )“操作Ⅰ”的名称为 水”),理由是
答案:(1)延长浸取时间、增大浓度 (2)4.7~9.6 Fe(OH)3、CaSO4 (3)Mg+2OH
2+
-
。
;洗涤Li2CO3沉淀要使用 (填“热水”或“冷
。
Mg(OH)2↓、Ca+C
2+
2-
CaCO3↓
(4)过滤 热水 Li2CO3在较高温度下溶解度小,用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗
解析:以锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂,加入过量硫酸溶解锂辉矿,加入碳酸钙除去过量的硫酸调节溶液pH,使铁离子和铝离子沉淀完全,过滤后加入氢氧化钙和碳酸钠沉淀镁离子和钙离子,过滤得到的溶液中主要含锂离子,蒸发浓缩,加入碳酸钠沉淀锂离子生成碳酸锂,过滤后加入盐酸溶解得到纯净的氯化锂溶液,加热蒸干得到氯化锂,电解熔融氯化锂得到金属锂。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等,还可延长浸取时间、增大浓度,提高浸取效率。
(2)反应Ⅰ中通过调节pH,可除去铁离子、铝离子,沉淀A中除含有H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外,还有Fe(OH)3、CaSO4,由表中数据可知调节pH应为4.7~9.6。
(3)反应Ⅱ加入氢氧化钙和碳酸钠,用于除去镁离子、钙离子,离子方程式为Mg+2OH
2+
-
Mg(OH)2↓、Ca+C
2+
2-
CaCO3↓。
(4)操作Ⅰ用于分离固体和液体,为过滤操作,由图像可知洗涤Li2CO3沉淀要使用热水,可减少Li2CO3的损耗。
5.(2019济南一模)工业上,从精制黑钨矿(FeWO4、MnWO4)中提取金属钨的一种流程如下图所示,该流程同时获取副产物Fe2O3和MnCl2。
已知:
Ⅰ.过程①~④中,钨的化合价均不变; Ⅱ.常温下钨酸难溶于水;
Ⅲ.25 ℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10,Ksp[Mn(OH)2]= .0×10。 回答下列问题:
(1)上述流程中的“滤渣1”除MnO2外还有 ,“气体”除水蒸气、HCl外还有 (均填化学式)。
(2)过程①中MnWO4参与反应的化学方程式
为 ;FeWO4参与的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。 (3)已知WO3(s)+3H2(g)WO3(s)
W(s)+3H2O(g) ΔH=a kJ·mol,
-1
-1
-38
-14
WO3(g) ΔH=b kJ·mol。
写出WO3(g)与H2(g)反应生成W(s)的热化学方程式: 。 (4)过程⑦在25 ℃时调pH,至少应调至 (当离子浓度等于1.0×10 mol·L时,可认为其已沉淀完全)。
(5)过程⑧要获得MnCl2固体,在加热时必须同时采取的一项措施是
。
-5
-1
(6)钠钨青铜是一类特殊的非化学计量比化合物,其通式为NaxWO3,其中0 2- 。 (2)2MnWO4+2Na2CO3+O2(3)WO3(g)+3H2(g) -1 2Na2WO4+2CO2+2MnO2 1∶4 W(s)+3H2O(g) ΔH=(a-b) kJ·mol (4)3.0 (5)通入氯化氢气体,在氯化氢气氛中加热 (6)W +xe 2-- W +O - 2- 解析:(1)分析流程图可知“滤渣1”除MnO2外还有Fe2O3,“气体”除水蒸气、HCl外还有Cl2。 (2)过程①中MnWO4参与反应的化学方程式为2MnWO4+2Na2CO3+O2 2Na2WO4+2CO2+2MnO2;FeWO4参 与的反应中氧化剂为氧气,Fe元素化合价由+2价升高到+3价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4。 (3)已知:①WO3(s)+3H2(g)②WO3(s) W(s)+3H2O(g) ΔH=akJ·mol -1 -1 WO3(g) ΔH=bkJ·mol, W(s)+3H2O(g) ΔH=(a-b)kJ·mol。 -1 根据盖斯定律:①-②可得WO3(g)+3H2(g) -38 (4)25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10,如完全生成氢氧化铁沉淀,则 c(OH)= - 1.0 10- 81.0 10 mol·L=1.0×10mol·L,则pH=3.0。 -5 -1-11-1 (5)过程⑧要获得MnCl2固体,应避免在加热时水解生成氢氧化锰,在加热时必须同时采取的一项措施是通入氯化氢气体,在氯化氢气氛中加热。 (6)W 在阴极上放电,发生还原反应,电极反应式为W +xe 2-2-- W +O。 - 2-