Question

【题目】一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约21%）主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍，工艺流程如下

回答下列问题：

（1）“酸溶”时，溶液中有Fe3＋、Fe2＋、Ni2＋等生成，废渣的主要成分是__________；金属镍溶解的离子方程式为__________________________________________。

（2）“除铁”时H2O2的作用是___________________，加入碳酸钠的目的是__________________________________________。

（3）“除铜”时，反应的离子方程式为_____________________________________，若用Na2S代替H2S除铜，优点是__________。

（4）已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量不能过多的理由为_____________________。

（5）已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10－15，该流程在“沉镍”过程中需调节溶液pH约为_______，Ni2＋才刚好沉淀完全（离子沉淀完全的浓度≤10－5 mol/L；lg2=0.30）

Answer 1

【答案】SiO2 5Ni+12H++2NO3-=5Ni2++N2↑+6H2O 将亚铁离子氧化为铁离子 调节溶液的pH，使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣 H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 无易挥发的有毒气体H2S逸出，可保护环境 过量的F-生成氢氟酸会腐蚀陶瓷容器 9.15

【解析】

废料与稀硫酸、稀硝酸酸溶反应生成硫酸亚铁、硫酸镍。双氧水具有强氧化性，加入双氧水目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+，加入碳酸钠调节pH，除掉铁离子，通入硫化氢除掉铜离子，硫化氢可与铜离子反应生成硫化铜，加入氟化钠，可生成氟化钙、氟化镁沉淀，最后调节pH生成氢氧化镍沉淀。

(1) SiO2不溶于硫酸和硝酸，故“酸溶”时，废渣的主要成分是SiO2；金属镍溶解时被氧化为镍离子的同时硝酸被还原产生氮气，反应的离子方程式为5Ni+12H++2NO3-=5Ni2++N2↑+6H2O；（2）双氧水具有强氧化性，加入双氧水目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+；加入碳酸钠的目的是调节溶液的pH，使Fe3+完全沉淀为黄钠铁矾渣；（3）硫化氢与铜离子反应生成硫化铜沉淀：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+；Na2S与铜离子反应生成CuS沉淀，若用Na2S代替H2S除铜，则无易挥发的有毒气体H2S逸出，可保护环境，除铜效果更好；(4)氟离子水解生成氟化氢，腐蚀陶瓷容器，故NaF的实际用量不能过多；(5) Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)c2(OH-)=1.0×10-5mol/L×c2(OH-)= 2.0×10-15，则c(OH-)= ×10-5，c(H+)=，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液pH约为9.15时，Ni2+才刚好沉淀完全。