Question

實驗室模擬回收某廢舊含鎳催化劑(主要成分為NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生產Ni2O3。其工藝流程如下：

 

(1)根據圖甲所示的X射線衍射圖譜，可知浸出渣含有三種主要成分，其中“物質X”為________。圖乙表示鎳的浸出率與溫度的關系，當浸出溫度高于70 ℃時，鎳的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)2含量增大，其原因是

________________________________________________________________。

(2)工藝流程中副產品的化學式為______________。

(3)已知有關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，某同學設計了如下實驗方案：向操作A所得的濾液中加入NaOH溶液，調節溶液pH為3.7～7.7，靜置，過濾。請對該實驗方案進行評價：_____________________________________________

(若原方案正確，請說明理由；若原方案錯誤，請加以改正)。

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

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

 

Answer 1

BaSO4　溫度升高，Ni2＋的水解程度增大

(2)CuSO4·5H2O　(3)方案錯誤。在調節pH前，應先在濾液中加入H2O2，使溶液中的Fe2＋氧化為Fe3＋

(4)3×10－6

(5)ClO－＋2Ni2＋＋4OH－=2NiOOH·H2O＋Cl－

【解析】(1)BaO與H2SO4反應得到BaSO4沉淀，進入浸出渣；Ni2＋會發生水解反應：Ni2＋＋2H2ONi(OH)2＋2H＋，該反應為吸熱反應，故溫度升高，平衡右移，Ni(OH)2含量增大，鎳的浸出率降低。(2)CuS、S灼燒后轉化為CuO和SO2，CuO被硫酸酸浸轉化為硫酸銅溶液，結晶析出CuSO4·5H2O。(3)按題目操作無法將Fe2＋除盡，從而導致有雜質存在，故可將Fe2＋氧化為Fe3＋后，再調pH，以便除去全部的鐵元素。(4)c(Ca2＋)＝＝＝3×10－6(mol·L－1)。(5)先根據題意寫出ClO－＋Ni2＋―→2NiOOH·H2O＋Cl－，然后再根據電荷守恒和原子守恒配平。