Question

实验室模拟回收某废旧含镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等)生产Ni2O3。其工艺流程如下：

 

(1)根据图甲所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为________。图乙表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70 ℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)2含量增大，其原因是

________________________________________________________________。

(2)工艺流程中副产品的化学式为______________。

(3)已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

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

 

操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价：_____________________________________________

(若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正)。

操作C是为了除去溶液中的Ca2＋，若控制溶液中F－浓度为3×10－3molL－1，则Ca2＋的浓度为________mol·L－1。(常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10－11)

(5)电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步：①碱性条件下Cl－在阳极被氧化为ClO－；②Ni2＋被ClO－氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。第②步反应的离子方程式为_______________________________________。

 

Answer 1

BaSO4　温度升高，Ni2＋的水解程度增大

(2)CuSO4·5H2O　(3)方案错误。在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2＋氧化为Fe3＋

(4)3×10－6

(5)ClO－＋2Ni2＋＋4OH－=2NiOOH·H2O＋Cl－

【解析】(1)BaO与H2SO4反应得到BaSO4沉淀，进入浸出渣；Ni2＋会发生水解反应：Ni2＋＋2H2ONi(OH)2＋2H＋，该反应为吸热反应，故温度升高，平衡右移，Ni(OH)2含量增大，镍的浸出率降低。(2)CuS、S灼烧后转化为CuO和SO2，CuO被硫酸酸浸转化为硫酸铜溶液，结晶析出CuSO4·5H2O。(3)按题目操作无法将Fe2＋除尽，从而导致有杂质存在，故可将Fe2＋氧化为Fe3＋后，再调pH，以便除去全部的铁元素。(4)c(Ca2＋)＝＝＝3×10－6(mol·L－1)。(5)先根据题意写出ClO－＋Ni2＋―→2NiOOH·H2O＋Cl－，然后再根据电荷守恒和原子守恒配平。