从铜电解液(主要含Cu2+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Ca+、Zn2+等)中提纯得到粗硫酸镍晶体,为了进一步纯化并回收胆矾晶体,某课题小组设计了如图流程:

已知:相关离子浓度为0.1mol⋅L-1时,形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Cu2+ | Fe2+ | Fe3+ | Ca2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的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 |
搅拌
搅拌
(任写一点)。(2)为了使“溶液1”中的反应充分进行,需要通入稍过量的H2S,写出Fe3+与H2S发生反应的离子方程式:
2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+
2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+
。(3)请结合离子方程式解释向“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+,使平衡正向移动,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+,使平衡正向移动,有利于Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而被除去
。(4)“操作X”为在
蒸发皿
蒸发皿
(填仪器名称)中加热至 出现少量晶膜
出现少量晶膜
,冷却结晶、过滤、洗涤,干燥后得到结晶水合物晶体。(5)若“溶液3”中Ca2+的浓度为0.001mol⋅L-1,取等体积的NiF2溶液与该溶液混合,要使反应结束时c(Ca2+)<10-5mol⋅L-1,则所加NF2溶液的浓度至少为
0.003
0.003
mol•L-1[已知室温下,Ksp(CaF2)=4×10-11](6)室温下选择萃取剂P204(二乙基己基磷酸,用HR表示),其萃取原理为nHR+Mn+⇌MRn+nH+,试剂a为
H2SO4
H2SO4
(填化学式)。溶液pH对几种离子的萃取率的影响如图,则萃取锌时,应控制pH的范围为3~4,请解释原因:pH太小,锌的萃取率低,pH太大,镍可能以Ni(OH)2的形式沉出,不利于硫酸镍晶体的生成
pH太小,锌的萃取率低,pH太大,镍可能以Ni(OH)2的形式沉出,不利于硫酸镍晶体的生成
。
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】搅拌;2Fe3++H2S=S↓+2Fe2++2H+;Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,加入Ni(OH)2后消耗H+,使平衡正向移动,有利于Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而被除去;蒸发皿;出现少量晶膜;0.003;H2SO4;pH太小,锌的萃取率低,pH太大,镍可能以Ni(OH)2的形式沉出,不利于硫酸镍晶体的生成
【解答】
【点评】
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(4)煅烧A的反应方程式是
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(2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
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