碳酸钠与碳酸锂溶解度 碳酸锂溶解度


(1)除去氯化钠晶体中的碳酸钠:______、______(分别填操作序号及实验装置图编号,下同) 。
(2)除去碳酸钙中的氯化钠:_______、______ 。
(3)分离乙酸(沸点118℃)和乙酸乙酯(沸点77.1℃)的混合液(两者互溶):______、______ 。
(4)从溴水中提取溴:_______、_______ 。
(5)除去氧化钙中的碳酸钙:_______、_______ 。
(6)分离固体食盐和碘的方法:_______、_______ 。
【答案】e 2 c 1 a 5 f 4 d 3 h 6
【解析】
(1)碳酸钠与盐酸反应生成NaCl,则加适量盐酸,蒸发可分离,对应于装置2,故答案为e;2;
(2)碳酸钙不溶于水,氯化钠晶体溶于水,则选择过滤法可分离,对应于装置1,故答案为c;1;
(3)二者互溶,但沸点不同,则选择蒸馏法分离,对应于装置5,故答案为a;5;
(4)溴不易溶于水,易溶于有机溶剂,则选择萃取、分液法分离,对应于装置4,故答案为f;4;
(5)碳酸钙高温分解生成氧化钙,则选择加热分解法除杂,对应于装置3,故答案为d;3;
(6)碘容易升华,则选择升华法分离固体食盐和碘,对应于装置6,故答案为h;6 。
二.降低温度
1.防止某物质在高温时会分解(或溶解)
【练习1】电解精炼铜的阳极泥中主要含Ag、Au等贵重金属 。以下是从精炼铜的阳极泥中回收银、金的流程图:
铜阳极泥氧化时,采用“低温焙烧”而不采用“高温焙烧”的原因是_______ ______________ 。
【答案】低温焙烧时,Ag与氧气转化为Ag2O,高温时,氧化银分解又生成Ag和氧气;故答案为:高温焙烧时,生成的Ag2O又分解为Ag和O2(或2Ag2O4Ag+O2↑) 。
【练习2】【2018北京卷】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等 。溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
(1)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解 。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示 。80℃后脱除率变化的原因:____________________ 。
【答案】图示是相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率,80℃前温度升高反应速率加快,相同时间内有机碳脱除率增大;80℃后温度升高,H2O2分解速率大,H2O2浓度显著降低,反应速率减慢,相同条件下有机碳脱除率减小 。
【练习3】一种从铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)中分离提取多种金属元素的工艺流程如下:
“分铜”时,如果反应温度过高,会有明显的放出气体现象,原因是____________________________ 。
【答案】温度过高,H2O2分解放出氧气 。
【练习5】钛铁矿主要成分为FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等杂质),Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿来制备,工艺流程如下:

过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示,反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是___________________________________________________ 。
【答案】温度过高,双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降 。
【练习6】工业上以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3) 。其工业流程如下:
(1)“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6生成,温度对“浸锰”反应的影响如右图所示,为减少 MnS2O6 的生成,“浸锰”的适宜温度是___________________________ 。
(2)向过滤Ⅱ所得的滤液中加入NH4HCO3 溶液时温度控制在30-35℃,温度不宜太高的原因是___________________________________________________________________ 。
【答案】(1)90℃ 。(2)铵盐受热分解,向过滤所得的滤液中加入碳酸氢铵溶液,温度控制在30-35℃的原因是防止NH4HCO3受热分解,提高原料的利用率;
2.使化学平衡向着放热方向移动
【练习1】乙酸苯酚酯制备: 将苯酚溶解在的氢氧化钠溶液中,加入30g碎冰块,然后加入乙酸酐,搅拌将反应后混合物倾入分液漏斗中,加入约4mL 将有机相用试剂X和水洗涤然后无水干燥,蒸馏收集馏分.
①用碎冰块代替水可能的原因是:______________________________________ .
【答案】该反应是放热反应,碎冰温度低有利于酯的生成
【解析】①碎冰温度低有利于酯的生成,故答案为:该反应是放热反应,碎冰温度低有利于酯的生成 。
3.使某个沸点高的产物液化,使其与其他物质分离
【练习1】石墨在材料领域有重要应用 。某初级石墨中含SiO2(7.8%)、Al2O3(5.1%)、Fe2O3(3.1%)和MgO(0.5%)等杂质 。设计的提纯和综合应用流程如下:
(注:SiCl4的沸点是57.6oC,金属氯化物的沸点均高于150oC)
向反应器中通入Cl2前,需通一段时间的N2 。高温反应后,石墨中的氧化物杂质均转变为相应氯化物 。80℃冷凝的目的是:_____________________ 。②由活性炭得到气体Ⅱ的化学反应方程式为:_____________________ 。
【答案】高温下,Si元素转化成SiCl4,铁元素转化成FeCl3,Mg元素转化成MgCl2,Al元素转化成AlCl3,SiCl4沸点是57.6℃,MgCl2、FeCl3、AlCl3沸点均高于150℃,加热到1500℃,MgCl2、FeCl3、AlCl3、SiCl4全部转化成气体I,80℃冷凝,SiCl4还是气体,而MgCl2、FeCl3、AlCl3状态是固体,便于与SiCl4分开 。
4.降低晶体的溶解度,减少损失 。
【练习1】碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业.工业上利用锂辉石(Li2Al2Si4Ox)制备碳酸锂的流程如图:
已知:碳酸锂的溶解度为(g/L)
温度
0
10
20
30
40
50
60
80
100
Li2CO3
1. 54
1. 43
1. 33
1. 25
1. 17
1. 08
1. 01
0. 85
0. 72
(1)硫酸化焙烧温度控制在250℃﹣300℃之间,主要原因是__________________________________;焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右,硫酸加入过多的副作用是_________________________ 。
(2)“沉锂”需要在95℃以上进行,主要原因是_______________________,过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有_____________和______________ 。
【答案】(1)硫酸化焙烧温度控制在250℃﹣300℃之间,主要原因是温度低于250℃,反应速率较慢,温度高于300℃,硫酸挥发较多;焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右,硫酸加入过多的副作用是后续中还需要除去过量的硫酸,增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担 。
(2)温度越高,碳酸锂溶解度降低,减少碳酸锂溶解,可以增加产率;溶液中硫酸钠不反应,使用碳酸钠要过量,少量碳酸锂溶解在溶液中,过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有碳酸钠和碳酸锂 。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有碳酸钠和碳酸锂 。所以“沉锂”需要在95℃以上进行,主要原因是温度越高,碳酸锂溶解度降低,可以增加产率;过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有碳酸钠和碳酸锂 。
【练习2】某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐 。
【碳酸钠与碳酸锂溶解度 碳酸锂溶解度】已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42-离子生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解 。
(4)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(图a)、沉淀反应的温度(图b)与钴的沉淀率关系如图所示:
①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因________________________ 。
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是_______________________________________________________________________________________________ 。
【答案】①过量的C2O42-与Co2+反应生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解 ②它的溶解度随温度升高而逐渐增大
【解析】①随n(C2O42-):N(Co2+)比值的增加,过量的C2O42-与Co2+反应生成Co(C2O4)n2(n-1)-而溶解,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小;
②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,溶解度随温度升高而逐渐增大 。
5.减少能源成本,降低对设备的要求
【练习1】目前常用的工业生产纯碱的方法是“联合制碱法(侯氏制碱法)”
世界上最早工业生产碳酸钠的方法是“路布兰法”,其流程如下:
与“路布兰法”相比,“联合制碱法’的优点之一是_________________________ 。
【答案】原料利用率高,反应所需温度低,耗能少
【解析】据流程可知:路布兰法是利用食盐晶体和浓硫酸在600°C到700°C下反应生成硫酸钠和氯化氢,再利用C与石灰石和硫酸钠在1000°C生成碳酸钠;侯德榜研究出联合制碱法为在饱和的氯化钠溶液中直接通入氨气和CO2,得到氯化铵和碳酸氢钠晶体,并利用碳酸氢钠的分解制得纯碱,在270℃时就完全分解,分解产生的二氧化碳还可以循环利用,故联合制碱法反应所需温度低,耗能少、提高了原料利用率 。

三.控制温度(用水浴或油浴控温)
1.防止某种物质温度过高时会分解或挥发
【2019江苏】实验室以工业废渣(主要含CaSO4·2H2O,还含少量SiO2、Al2O3、Fe2O3)为原料制取轻质CaCO3和(NH4)2SO4晶体,其实验流程如下:
(1)废渣浸取在如图所示的装置中进行 。控制反应温度在60~70 ℃,搅拌,反应3小时 。温度过高将会导致CaSO4的转化率下降,其原因是 ;保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高CaSO4转化率的操作有。
【答案】由于铵盐具有不稳定性,受热易分解,所以温度过高,(NH4)2CO3分解,从而使CaSO4转化率下降;由于浸取过程中的反应属于固体与溶液的反应(或发生沉淀的转化),保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,提高CaSO4转化率即提高反应速率,结合外界条件对化学反应速率的影响,实验过程中提高CaSO4转化率的操作为加快搅拌速率(即增大接触面积,加快反应速率,提高浸取率) 。
2.控制固体的溶解与结晶
【习题1】【2017新课标3卷】重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质 。制备流程如图所示:
有关物质的溶解度如图所示 。向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体 。冷却到___________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多 。
a.80℃ b.60℃ c.40℃ d.10℃
【答案】d
【解析】首先分析图像特点,Na2Cr2O7溶解度最大,NaCl溶解度最小且随温度变化很小,K2Cr2O7的溶解度在高温下大,但低温下较小,即随温度变化最大;然后分析反应特点2KCl+Na2Cr2O7=K2Cr2O7↓+2NaCl的反应类型为复分解反应;再结合操作条件“蒸发浓缩,冷却结晶,过滤”,得出结论加热蒸发过程中,随着水分的蒸发,平衡向右进行;最后根据条件冷却可知,要保证重铬酸钾溶解度最小,因此温度为10℃ 。
3.使催化剂的活性达到最好
【习题1】【2016全国卷Ⅱ27】以丙烯、氨、氧气为原料,在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下:
①C3H6(g)+NH3(g)+ O2(g)C3H3N(g)+3H2O(g) ΔH=-515 kJ·mol-1
②C3H6(g)+O2(g)C3H4O(g)+H2O(g) ΔH=-353 kJ·mol-1
图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460℃ 。低于460℃时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是_____ ___;高于460°时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号) 。
A.催化剂活性降低B.平衡常数变大
C.副反应增多D.反应活化能增大
【答案】A、C
【解析】因为该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,反应刚开始进行,尚未达到平衡状态,460℃以前是建立平衡的过程,所以低于460℃时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率;高于460℃时,丙烯腈产率降低 。催化剂在一定温度范围内活性较高,若温度过高,活性降低,A正确;平衡常数的大小不影响产率,B错误;根据题意,副产物有丙烯醛,副反应增多导致产率下降,C正确;反应活化能的大小不影响平衡,D错误
4.防止副反应的发生
【练习1】【2018江苏】以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O(水合肼)和无水Na2SO3,其主要实验流程如下:
已知:①Cl2+2OH-ClO-+Cl-+H2O是放热反应 。②N2H4·H2O沸点约118 ℃,具有强还原性,能与NaClO剧烈反应生成N2 。
(1)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40 ℃,Cl2与NaOH溶液反应生成NaClO3和NaCl,其离子方程式为____________________________________;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是____________________________________ 。
【答案】温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液发生歧化反应生成NaClO3、NaCl和H2O,反应的化学方程式为3Cl2+6NaOH5NaCl+NaClO3+3H2O,离子方程式为3Cl2+6OH–5Cl–+ClO3–+3H2O 。由于Cl2与NaOH溶液的反应为放热反应,为了减少NaClO3的生成,应控制温度不超过40℃、减慢反应速率;实验中控制温度除用冰水浴外,还需采取的措施是:缓慢通入Cl2 。
【练习2】硒(Se)和铜(Cu)在生产生活中有广泛的应用 。硒可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂,也是动物体必需的营养元素和对植物有益的营养元素等 。氯化亚铜(CuCl)广泛应用于化工、印染、电镀等行业 。CuCl难溶于醇和水,可溶于氯离子浓度较大的体系,在潮湿空气中易水解氧化 。以海绵铜(主要成分是Cu和少量CuO)为原料,采用硝酸铵氧化分解技术生产CuCl的工艺过程如下所示:
氯化亚铜产率与温度、溶液pH关系如下图所示 。据图分析,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低影响CuCl产率的原因是____________________________________;温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是_______________________________ 。
【答案】据图分析,流程化生产氯化亚铜的过程中,温度过低影响CuCl产率的原因是温度过低反应速率慢;温度过高、pH过大也会影响CuCl产率的原因是温度过高、pH过大,容易向CuO和Cu2O转化,且温度过高,铵盐(氯化铵,亚硫酸铵)易受热分解;
【练习3】呋喃()为无色液体,沸点为32 ℃,难溶于水,主要用于有机合成或用作溶剂,工业上可用呋喃甲醛制备呋喃 。某兴趣小组设计实验探究其制备方法,实验原理及实验步骤如图:
①2+NaOH→+ΔH<0

实验步骤:
①取一定量的氢氧化钠溶液于烧杯中,在不断搅拌下,慢慢滴加4.8 g呋喃甲醛,控制反应温度在8~12℃ 。滴加完毕后继续在上述温度下搅拌20min,反应完全后得黄色浆状物,在搅拌下加入少量的水使固体完全溶解 。然后用乙醚萃取,分液 。
②取水层液体,加入盐酸,搅拌、过滤、提纯、干燥,得到呋喃甲酸 。
③将制得的呋喃甲酸加入如图装置(部分装置省略)中进行脱羧处理,得到呋喃1.1 g 。
(2)步骤①的关键是控制温度在8~12 ℃,采取的最好措施是磁力搅拌、___________________;简述步骤①中温度不能过高或过低的原因是___________________________ 。
【答案】(2)将烧杯置于冷水浴中 温度过低,反应速率太慢,温度过高,呋喃甲酸钠产率较低
【解析】控制温度在8~12 ℃,需将烧杯置于冷水浴中;温度过低,反应速率太慢,温度过高,副产物增多,呋喃甲酸钠产率较低,故答案为:温度过低,反应速率太慢,温度过高,呋喃甲酸钠产率较低 。
【习题4】【2017新课标2卷】丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备 。正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1=+123kJ·mol-1
图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物 。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________;590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________ 。
【答案】升高温度有利于反应向吸热方向进行;温度升高反应速率加快;丁烯高温裂解生成短链烃类
【解析】根据图(c),590℃之前,温度升高时反应速率加快,生成的丁烯会更多,同时由于反应①是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡体系中会含有更多的丁烯 。而温度超过590℃时,由于丁烷高温会裂解生成短链烃类,所以参加反应①的丁烷也就相应减少 。
5.蒸馏分离物质
【练习1】实验室可用环己醇制备环己酮,使用的氧化剂可以是次氯酸钠、重铬酸钾等 。
已知:环己醇沸点:160.8℃,微溶于水;
环己酮沸点:155.6℃,微溶于水;
醋酸沸点117.9℃,和水以任意比例互溶 。
用如图对粗产品进行精制,蒸馏收集_____________℃的馏分 。
【答案】155.6
【解析】环己酮的沸点:155.6℃,所以收集155.6℃的馏分 。
【练习2】以环己醇制备环己烯:
密度(g/cm3)
熔点(℃)
沸点(℃)
溶解性
环己醇
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
0.81
-103
83
难溶于水
收集产品时,控制的温度应在________________左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是 _______
A.蒸馏时从70℃开始收集产品
B.环己醇实际用量多了
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
【答案】83oC C
【解析】因为环己烯的沸点为83℃,所以控制的温度应在83℃左右;
A.蒸馏时从70℃开始收集产品,则产品的质量高,A错误;
B.环己醇实际用量多了,会使产品的量增加,B错误;
C.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出,会使生成的环乙烯量减少,C正确 。
6.趁热过滤:减少因降温而析出的溶质的量
【练习1】实验室通常是在NH3和NH4Cl存在条件下,以活性炭为催化剂,用H2O2氧化CoCl2溶液来制备三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3,该反应属于大量放热的反应 。某小组用如图所示装置制备[Co(NH3)6]Cl3,实验步骤如下:
Ⅰ.称取研细的CoCl2o6H2O10.0g和NH4Cl5.0g于烧杯中溶解,将溶液转入三颈烧瓶,加入25mL浓氨水和适量活性炭粉末,逐滴加入5mL30%的H2O2溶液 。
Ⅱ.用水浴将混合物加热至60℃,恒温20分钟,然后用冰水浴冷却,充分结晶后过滤 。
Ⅲ.将沉淀溶于热的盐酸中,趁热过滤,滤液中加适量浓盐酸并冷却结晶 。
Ⅳ.过滤、用乙醇洗涤晶体并在105℃条件下烘干 。
(5)步骤Ⅲ中趁热过滤的主要目的是__________________________________________ 。
【答案】除去活性炭并防止产品析出
【解析】(5)步骤Ⅲ中,若过滤时间长,滤液温度降低多,[Co(NH3)6]Cl3会在过滤过程中结晶析出,所以需趁热过滤,主要目的是除去活性炭并防止产品析出;为获得更多的产品,可利用同离子效应,降低产品的溶解度,由此得出滤液中加适量浓盐酸的主要目的是增大氯离子浓度,有利于析出[Co(NH3)6]Cl3 。
【练习2】将上述粗产品冷却后加入40ml 的氢氧化钠水溶液,再加90ml水,加热活性炭脱色,趁热过滤、冷却 。
趁热过滤的目的____________________________ 。
【答案】防止肉桂酸钠结晶而析出堵塞漏斗
【解析】温度低,肉桂酸钠的溶解度降低,会结晶析出晶体,所以趁热过滤的目的是防止肉桂酸钠结晶而析出堵塞漏斗 。
7.该温度下反应的结果已经较好,不需要继续变温
【练习1】钛酸锂电池应用广泛,电池放电后负极材料主要含有Li4Ti5O12、 铝箔及少量Fe,可通过下列工艺流程回收钛、 锂 。回答下列问题:
萃取时,温度对萃取率的影响如图所示 。由图分析知实验时选择在常温下进行即可,理由是__ 。
【答案】由温度对萃取率的影响图可知,常温下钛的萃取率已经比较高(90%以上),温度升高对萃取率的增加幅度很小,所以不必升温,实验时选择在常温下进行即可,
【练习2】高铁酸钾(K2FeO4)是新型多功能水处理剂 。图1为不同的温度下,不同质量浓度的Fe(NO3)3对K2FeO4生成率的影响 。
工业生产中最佳温度为_____________________ 。
【答案】26℃
【解析】26℃摄氏度时,温度是最佳的 。
【综合练习1】工业上以石煤(主要成分为V2O3,含有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料制备钒的主要流程如图:
已知:①NH4VO3难溶于水 。②Ksp(MgSiO3)=2.4×10-5,Ksp[Mg3(PO4)2]=2.7×10-27 。
(1)焙烧:通入空气的条件下,向石煤中加纯碱焙烧,将V2O3转化为NaVO3的化学方程式为________________________________________________ 。
(2)除硅、磷:
①用MgSO4溶液除硅、磷时,Si、P会形成Mg3(PO4)2、MgSiO3沉淀 。若沉淀后溶液中c(PO)=1.0×10-8moloL-1,则c(SiO)=____________moloL-1 。
②如图所示,随着温度升高,除磷率下降,其原因是Mg3(PO4)2溶解度增大、___________________________;随着温度升高,除硅率升高,其原因是______________________________ 。
(3)沉钒:此过程反应温度需控制在50℃左右,温度不能过高的原因为_____________________ 。
(4)灼烧:在灼烧NH4VO3的过程中,固体的残留率(×100%)随温度变化的曲线如图所示,则A~B段发生反应的方程式为____________________________________ 。
【答案】(1)Na2CO3+O2+V2O32NaVO3+CO2
(2)①0.08 ②促进Mg2+水解生成Mg(OH)2;促进水解生成硅酸沉淀 促进SiO水解生成硅酸沉淀
(3)NH4Cl受热会分解
(4)2HVO3V2O5+H2O
【分析】
根据已知信息,流程第一步焙烧时V2O3、SiO2、P2O5依次转化为NaVO3、Na2SiO3、Na3PO4,第三步加入MgSO4生成MgSiO3、Mg3(PO4)2沉淀,NaVO3进入后续步骤,在第四步生成NH4VO3沉淀,再经过灼烧、还原得到钒单质 。
【解析】
(1)依据V2O3反应生成NaVO3,V元素化合价升高,需要氧化剂,故空气中O2要参与反应,即V2O3 + Na2CO3+O22NaVO3+CO2 。
(2)①Ksp[Mg3(PO4)2]==2.7×10-27,解之得,由Ksp(MgSiO3)= =2.4×10-5,解得 。
②,升温促进促进Mg2+水解,导致沉淀溶解平衡右移,故除磷率下降;,升温促进 水解成H2SiO3,沉淀溶解平衡右移,但H2SiO3是沉淀,故除硅率升高 。
(3)NH4Cl受热易分解,故温度不能过高 。
(4)设NH4VO3为1mol,即117g,起始到A点失去质量=117g×(1-85.47%) ≈ 17g,结合铵盐受热分解一般产生NH3,故推测A物质为HVO3,酸分解一般产生氧化物和水,故推测B点为VOx,根据V元素守恒n(VOx)=1mol,则(51+16x)g/mol×1mol=117g×77.78%,解得x=2.5,故B点为:VO2.5,即V2O5,所以A到B段方程式为:2HVO3V2O5+H2O 。
【综合练习2】实验室以含镍废料(主要成分为NiO,含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备NixOy和碳酸钴(CoCO3)的工艺流程如图 。
请回答以下问题:
(1)“滤渣Ⅰ”主要成分是___________,“酸浸”过程中镍的浸出率与温度和时间的关系如图1所示,酸浸的最佳温度和时间是___________ 。
(4)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
NiSO4o7H2O
NiSO4o6H2O
多种结晶水合物
NiSO4
从NiSO4溶液获得稳定的 NiSO4o6H2O晶体的操作依次是蒸发浓缩、_____________________________ 。
(5)NiSO4o6H2O晶体煅烧时剩余固体质量与温度变化曲线如图2,该曲线中B段所表示氧化物的化学式为_________________ 。
【答案】(1)SiO2、BaSO4 70 ℃和120 min
(4)冷却至30.8℃~53.8℃之间时结晶、过滤、洗涤、干燥
(5)Ni2O3
【解析】
(1)由上述分析可知,“滤渣I” 主要成分为SiO2、BaSO4;由图1可知酸浸时温度越低,镍浸出率越高越好 。由图示可知酸浸的最佳温度和时间是70℃和120 min;
(4)从NiSO4溶液获得NiSO4·6H2O晶体的操作依次是蒸发浓缩、冷却至30.8℃~53.8℃之间时结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4·6H2O晶体;
(5)26.3 g NiSO4·6H2O晶体的物质的量为n(NiSO4·6H2O)=,由图可知0.1 mol NiSO4·6H2O晶体中含有Ni的物质的量为0.1 mo1,其质量为m(Ni)=5.9 g,晶体受热分解失去结晶水,再分解生成NixOy,其质量为8.3 g,则其中含有O的质量为m(O)=8.3 g-5.9 g=2.4 g,所以n(O) =,即x:y=0.1 mol:0.15 mol=2:3,B点氧化物的化学式为Ni2O3 。

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