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浮选专家系统 2024-09-30 18:23:45

铁钴镍的氧化还原性对比(铁钴镍工业分离)

一、铁钴钴镍萃取的氧化主要萃取体系

一、铵盐中的还原萃取体系

在钴镍冶金中,由于原矿的性对品味一般很低,所以会先选矿富集,比铁在选矿富集过程中,钴镍工业通过还原熔炼,分离得到高锍镍,铁钴通过加压氨浸出,氧化得到钴氨络离子、还原镍氨络离子。性对然后用萃取剂比如叔碳羧酸Versatic911、比铁二(2-羟基-5-辛基)苯甲胺等萃取分离。钴镍工业

二、分离络阴离子萃取体系

主要是铁钴胺萃取剂如2-乙基己基污、N235。由于钴镍金属离子与氯离子都能结合成阴离子,胺萃取剂能够从溶液中萃取阴离子。

三、阳离子萃取体系

主要是酸性萃取剂,在钴镍中主要从硝酸盐体系、硫酸盐体系萃取分离钴镍离子。在工业上也应用的最为广泛的萃取剂是P204、P507。P204主要用于钴镍的初步除杂、而P507主要用于钴镍的深度除杂以及钴镍分离。在钴镍浸出过程中,其他金属离子也会浸出进入溶液,比如铁铝锌锰钙铬镉铅镁等等,一般先用化学法把大量的铁铝铬钙除去,用P204萃取除少量的铁铝铬钙,大量的锌锰,以及部分铜。而P507再深度除掉剩余的杂质如镁等,以及分离钴镍。由于钙在反萃过程中会形成碳酸钙沉淀,而镁在P507除杂,由于与钴镍的萃取曲线靠的很近,所以有些公司会先用氟化铵除去钙镁。对于铜,由于经常会与钴镍矿伴生,所以考虑综合回收利用,会先用铜萃取剂捞铜后再送P204除杂。

二、铁钴镍氧化还原性比较

二价铁的还原性比较强,二价钴还原性更强。

亚铁离子即有氧化性又有还原性,但通常情况下易失去一个电子被氧化为三价铁,主要表现较强的还原性。

还原性:硫化氢>二价铁离子!

2Fe3++ H2S== 2Fe2++ S+2H+在空气中就可以被氧化,而二价钴很难被氧化为+3价的Co+3价的Co氧化性很强,不稳定。

三、大学化学实验——铁钴镍

铁钴镍

一、实验目的:

1.试验并掌握二价铁钴镍的还原性和三价铁钴镍的氧化性;

2.试验并了解铁钴镍的配合物的生成和性质。

二、实验内容:

1.铁(II)、钴(II)、镍(II)、化合物的还原性

(1)铁(II)的还原性

a.在酸性介质中,往盛有1毫升溴水的试管中加入3滴1:1H2SO4的溶液,然后滴加0.2mol/l(NH4)2Fe(SO4)2溶液,观察现象。2Fe2++Br2=2Fe3++2Br_

b.在碱性介质中,在一试管中加入2毫升蒸馏水和5滴3mol/LH2SO4,煮沸以赶尽溶于其中的空气,然后溶入少量硫酸亚铁铵晶体。在另一试管中注入3mL6mol/LNaOH溶液,煮沸。冷却后,用一长滴管吸约0.5mL氢氧化钠溶液,插入硫酸亚铁铵溶液内,慢慢放出氢氧化钠溶液。Fe+2OH_=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3溶液由白色变为灰绿,再变为红棕色。

(2)钴(II)镍(II)的还原性

a.往盛有CoCl2和NiSO4的试管中分别滴入氯水。氯水溴水不能将Co2+、、Ni2+氧化,无明显现象。

b.在两只盛有0.5ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中,分别滴加2mol/LNaOH溶液,所得沉淀分为两份,一份放于空气中,一份滴加氯水。

Co2++Cl_+OH_=Co(OH)Cl↓出现蓝绿色沉淀

Co(OH)Cl+OH_=Co(OH)2+Cl_溶液变粉红色

4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3+NaCl棕色

c.用NiSO4溶液按上述操作。 Ni2++2OH_=Ni(OH)2↓绿色 Ni(OH)2放在空气中不变化 2Ni(OH)2+Cl2+2NaOH=2Ni(0H)3黑色+2NaCl

2.铁(III)、钴(III)、镍(III)的氧化性

(1).在上面保留的Fe(OH)3、CoO(OH)、NiO(OH)沉淀里分别加入浓盐酸振荡,并用淀粉-碘化钾试纸检验生成的气体。

Fe(OH)3+3HCl(浓)=FeCl3+3H20

2Co(OH)3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+6H2O

2Ni(OH)3+6HCl(浓)=2NiCL2+Cl2↑+6H20 Cl2会使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

(2).在上述制得的FeCl3溶液中加入KI溶液,再加入CCl4,振荡。

Fe3++2I_=2Fe2++I2

3.配合物的生成和性质

(1)铁的配合物

a.分别在K4「Fe(CN)6」和K3「Fe(CN)6」溶液中滴加2mol/LNaOH溶液,观察现象。

因为上面两种物质非常稳定,溶液中Fe2+、、Fe3+浓度很小,所以加入氢氧化钠溶液无变化,不会生成氢氧化物沉淀。

b.试验K4「Fe(CN)6」和FeCl3溶液的反应,K3「Fe(CN)6」和FeCl2溶液的反应。观察现象。Fe3++K++「Fe(CN)6]4-黄血盐=KFe[Fe(CN)6]↓普鲁士蓝

Fe2++K++[Fe(CN)6]3-_赤血盐=KFe[Fe(CN)6]↓腾氏蓝

c.试验K3Fe[(CN)6]溶液、FeCl3溶液同KI溶液的反应,K4[Fe(CN)6]溶液、FeSO4溶液同碘水的反应.

K3Fe[(CN)6]与KI溶液不反应 0.36<0.54

2Fe+2I-=2Fe2++I2 0.77>0.54

2[Fe(CN)6]4-+I2=2[Fe(CN)6]3-_+2I- 0.54>0.36

Fe与I2不反应0.54<0.77

d.在FeCl3溶液中加入KSCN溶液,观察现象.

Fe3++nSCN-=Fe[(SCN)n](3-n)+血红色(n=1-6)

(2)钴的配合物

a.往盛有2ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中划入少量KSCN固体,观察现象。再加入1毫升戊醇与1毫升乙醚,振荡后,观察水相和有机相的颜色。

Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-戊醇乙醇层呈现黄色

b.往盛有1ml 0.2mol/L CoCl2溶液中滴加浓氨水,至生成沉淀刚好溶解,静止一段时间后,观察颜色变化

Co2++ Cl-+ NH3•H2O= Co(OH)Cl↓+ NH4+

Co(OH)Cl↓+ 6 NH3= [Co(NH3)6]2+紫色+ OH-+Cl-

4[Co(NH3)6]2++ O2+ 2H2O= 4[Co(NH3)6]3+棕色+ 4OH-不稳定,易被氧化

(3)。镍的配合物

往盛有1ml 0.2mol/LNiSO4溶液的试管中滴入浓氨水至生成的沉淀刚好溶解,然后滴入几滴月亏试剂,则有鲜红色沉淀生成,利用此反应可检验Ni2+离子

Ni2++ 2NH3•H2O= Ni(OH)2↓绿

Ni(OH)2+ 6 NH3= [Ni(NH3)6]2+绿色+ 2OH-

三、注意事项

1.制取氢氧化亚铁的过程要避免将空气带入溶液中。

2.欲使Ni(OH)2、Co( OH)2在浓氨水中完全溶解,最好加入少量固体NH4Cl

四、思考题讨论

1.设法实现下列物质的转化氯化亚铁和氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁

2FeCl2+Cl2= 2FeCl3 2FeCl3+Fe= 3FeCl2

2Fe2++H2O2+ 2H+= 2Fe3++ 2H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+

2.怎样鉴别Fe2+、Fe3+、Co2+、 Ni2+离子?

K3[Fe(CN)6]+ Fe2+= KFe[Fe(CN)6]滕士蓝

Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n](3-n)+(n=1~6)血红色

Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-在戌醇-乙醚层显蓝色

四、铁钴镍第一电离能为何依次减小

Fe,Co,Ni均位于第八族,原子核电荷增加对电子的影响不大。同时d轨的电子增加,对原子核的屏蔽效应增强,使得原子核对最外层电子的吸引能力减弱,故电离能逐渐递减。

同一主族元素的第一电离能随着原子序数的增大而减小,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,注意同一周期的第ⅡA元素的第一电离能大于第ⅢA族的,第ⅤA族的大于第ⅥA族的。

扩展资料:

注意事项:

化学镀镍层的结晶细致,孔隙率低,硬度高,镀层均匀,可焊性好,镀液深镀能力好,化学稳定性高,已广泛用于电子、航空、航天、机械、精密仪器、日用五金、电器和化学工业中。

非金属材料上应用化学镀镍越来越多,尤其是塑料制品经化学镀镍后即可按常规的电镀方法镀上所需的金属镀层,获得与金属一样的外观。塑料电镀产品已广泛用于电子元件、家用电器、日用工业品等。

参考资料来源:百度百科-第一电离能

五、高中化学实验题目:铁钴镍实验

铁钴镍

一、实验目的:

1.试验并掌握二价铁钴镍的还原性和三价铁钴镍的氧化性;

2.试验并了解铁钴镍的配合物的生成和性质。

二、实验内容:

1.铁(II)、钴(II)、镍(II)、化合物的还原性

(1)铁(II)的还原性

a.在酸性介质中,往盛有1毫升溴水的试管中加入3滴1:1H2SO4的溶液,然后滴加0.2mol/l(NH4)2Fe(SO4)2溶液,观察现象。2Fe2++Br2=2Fe3++2Br_

b.在碱性介质中,在一试管中加入2毫升蒸馏水和5滴3mol/LH2SO4,煮沸以赶尽溶于其中的空气,然后溶入少量硫酸亚铁铵晶体。在另一试管中注入3mL6mol/LNaOH溶液,煮沸。冷却后,用一长滴管吸约0.5mL氢氧化钠溶液,插入硫酸亚铁铵溶液内,慢慢放出氢氧化钠溶液。Fe+2OH_=Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3溶液由白色变为灰绿,再变为红棕色。

(2)钴(II)镍(II)的还原性

a.往盛有CoCl2和NiSO4的试管中分别滴入氯水。氯水溴水不能将Co2+、、Ni2+氧化,无明显现象。

b.在两只盛有0.5ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中,分别滴加2mol/LNaOH溶液,所得沉淀分为两份,一份放于空气中,一份滴加氯水。

Co2++Cl_+OH_=Co(OH)Cl↓出现蓝绿色沉淀

Co(OH)Cl+OH_=Co(OH)2+Cl_溶液变粉红色

4Co(OH)2+O2+2H2O=4Co(OH)3+NaCl棕色

c.用NiSO4溶液按上述操作。 Ni2++2OH_=Ni(OH)2↓绿色 Ni(OH)2放在空气中不变化 2Ni(OH)2+Cl2+2NaOH=2Ni(0H)3黑色+2NaCl

2.铁(III)、钴(III)、镍(III)的氧化性

(1).在上面保留的Fe(OH)3、CoO(OH)、NiO(OH)沉淀里分别加入浓盐酸振荡,并用淀粉-碘化钾试纸检验生成的气体。

Fe(OH)3+3HCl(浓)=FeCl3+3H20

2Co(OH)3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+6H2O

2Ni(OH)3+6HCl(浓)=2NiCL2+Cl2↑+6H20 Cl2会使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝

(2).在上述制得的FeCl3溶液中加入KI溶液,再加入CCl4,振荡。

Fe3++2I_=2Fe2++I2

3.配合物的生成和性质

(1)铁的配合物

a.分别在K4「Fe(CN)6」和K3「Fe(CN)6」溶液中滴加2mol/LNaOH溶液,观察现象。

因为上面两种物质非常稳定,溶液中Fe2+、、Fe3+浓度很小,所以加入氢氧化钠溶液无变化,不会生成氢氧化物沉淀。

b.试验K4「Fe(CN)6」和FeCl3溶液的反应,K3「Fe(CN)6」和FeCl2溶液的反应。观察现象。Fe3++K++「Fe(CN)6]4-黄血盐=KFe[Fe(CN)6]↓普鲁士蓝

Fe2++K++[Fe(CN)6]3-_赤血盐=KFe[Fe(CN)6]↓腾氏蓝

c.试验K3Fe[(CN)6]溶液、FeCl3溶液同KI溶液的反应,K4[Fe(CN)6]溶液、FeSO4溶液同碘水的反应.

K3Fe[(CN)6]与KI溶液不反应 0.36<0.54

2Fe+2I-=2Fe2++I2 0.77>0.54

2[Fe(CN)6]4-+I2=2[Fe(CN)6]3-_+2I- 0.54>0.36

Fe与I2不反应0.54<0.77

d.在FeCl3溶液中加入KSCN溶液,观察现象.

Fe3++nSCN-=Fe[(SCN)n](3-n)+血红色(n=1-6)

(2)钴的配合物

a.往盛有2ml 0.2mol/LCoCl2溶液的试管中划入少量KSCN固体,观察现象。再加入1毫升戊醇与1毫升乙醚,振荡后,观察水相和有机相的颜色。

Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-戊醇乙醇层呈现黄色

b.往盛有1ml 0.2mol/L CoCl2溶液中滴加浓氨水,至生成沉淀刚好溶解,静止一段时间后,观察颜色变化

Co2++ Cl-+ NH3•H2O= Co(OH)Cl↓+ NH4+

Co(OH)Cl↓+ 6 NH3= [Co(NH3)6]2+紫色+ OH-+Cl-

4[Co(NH3)6]2++ O2+ 2H2O= 4[Co(NH3)6]3+棕色+ 4OH-不稳定,易被氧化

(3)。镍的配合物

往盛有1ml 0.2mol/LNiSO4溶液的试管中滴入浓氨水至生成的沉淀刚好溶解,然后滴入几滴月亏试剂,则有鲜红色沉淀生成,利用此反应可检验Ni2+离子

Ni2++ 2NH3•H2O= Ni(OH)2↓绿

Ni(OH)2+ 6 NH3= [Ni(NH3)6]2+绿色+ 2OH-

三、注意事项

1.制取氢氧化亚铁的过程要避免将空气带入溶液中。

2.欲使Ni(OH)2、Co( OH)2在浓氨水中完全溶解,最好加入少量固体NH4Cl

四、思考题讨论

1.设法实现下列物质的转化氯化亚铁和氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁

2FeCl2+Cl2= 2FeCl3 2FeCl3+Fe= 3FeCl2

2Fe2++H2O2+ 2H+= 2Fe3++ 2H2O 2Fe3++Fe=3Fe2+

2.怎样鉴别Fe2+、Fe3+、Co2+、 Ni2+离子?

K3[Fe(CN)6]+ Fe2+= KFe[Fe(CN)6]滕士蓝

Fe3++nSCN-=[Fe(SCN)n](3-n)+(n=1~6)血红色

Co2++4SCN-=[Co(SCN)4]2-在戌醇-乙醚层显蓝色

参考资料:湿法冶金