Question

實(shí)驗(yàn)室模擬回收某廢舊含鎳催化劑（主要成分為NiO，另含F(xiàn)e₂O₃、CaO、CuO、BaO等）生產(chǎn)Ni₂O₃。其工藝流程為：

   

圖Ⅰ                                 圖Ⅱ

（1）根據(jù)圖Ⅰ所示的X射線衍射圖譜，可知浸出渣含有三種主要成分，其中“物質(zhì)X”為      。圖Ⅱ表示鎳的浸出率與溫度的關(guān)系，當(dāng)浸出溫度高于70℃時(shí)，鎳的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)₂含量增大，其原因是      。

（2）工藝流程中“副產(chǎn)品”的化學(xué)式為      。

（3）已知有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

氫氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
開始沉淀的pH	1.5	6.5	7.7
沉淀完全的pH	3.7	9.7	9.2

 

操作B是為了除去濾液中的鐵元素，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)方案：向操作A所得的濾液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為3.7～7.7，靜置，過濾。請(qǐng)對(duì)該實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)：      （若原方案正確，請(qǐng)說明理由；若原方案錯(cuò)誤，請(qǐng)加以改正）。

（4）操作C是為了除去溶液中的Ca²⁺，若控制溶液中F^－濃度為3×10^－3 mol·L^－1，則Ca²⁺的濃度為      mol·L^－1。（常溫時(shí)CaF₂的溶度積常數(shù)為2.7×10^－11）

（5）電解產(chǎn)生2NiOOH·H₂O的原理分兩步：①堿性條件下Cl^－在陽(yáng)極被氧化為ClO^－；②Ni²⁺被ClO^－氧化產(chǎn)生2NiOOH·H₂O沉淀。第②步反應(yīng)的離子方程式為      。

 

Answer 1

【答案】

 

（1）BaSO₄    溫度升高，Ni²⁺的水解程度增大

（2）CuSO₄·5H₂O

（3）方案錯(cuò)誤。在調(diào)節(jié)pH前，應(yīng)先在濾液中加入H₂O₂，使溶液中的Fe²⁺氧化為Fe³⁺⑷3×10^－6⑸ClO^－＋2Ni²⁺＋4OH^－=2NiOOH·H₂O＋Cl^－

【解析】

試題分析：含鎳催化劑與硫酸反應(yīng)后，Ca²⁺和Ba²⁺形成沉淀，通入硫化氫氣體將Cu²⁺沉淀，操作B除去Fe₃₊，操作C除去Ca²⁺。最后加氯化鈉電解硫酸鎳溶液得到2NiOOH·H₂O。

（1）硫酸與氧化鎳、氧化鐵、氧化鈣、氧化銅、氧化鋇分別生成硫酸鎳、硫酸鐵、硫酸鈣、硫酸銅和硫酸鋇，硫酸鈣微溶、硫酸鋇難溶，物質(zhì)X為硫酸鋇。Ni²⁺+2H₂ONi(OH)₂+2H⁺，溫度升高，促進(jìn)Ni²⁺水解，Ni(OH)₂含量增大。（2）硫灼燒生成二氧化硫、硫化銅灼燒生成氧化銅和二氧化硫。氧化銅與硫酸生成硫酸銅溶液，結(jié)晶后得到膽礬晶體。（3）若溶液中含有Fe²⁺，調(diào)節(jié)pH為3.7～7.7時(shí)，F(xiàn)e²⁺沒有完全沉淀。所以加氫氧化鈉溶液調(diào)節(jié)pH時(shí)，應(yīng)先加過氧化氫將Fe²⁺完全氧化為Fe³⁺。（4）c(Ca²⁺)= = =3×10^－6 mol·L^－1。（5）Ni²⁺被ClO^－氧化產(chǎn)生2NiOOH·H₂O，ClO^-被還原為Cl^-，根據(jù)得失電子相等和電荷守恒、質(zhì)量守恒配平。

考點(diǎn)： 化工生產(chǎn)流程的分析  鹽類的水解  化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)價(jià)  溶度積計(jì)算  離子方程式的書寫