Question

【题目】醋酸镍[ (CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料。一种以含镍废料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2) 为原料，制取醋酸镍的工艺流程图如下:

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：

（1）将粉碎的含镍废料酸浸时要不断搅拌，粉碎和搅拌的目的是______________________________。

（2）调节pH步骤中，溶液pH的调节范围是_______________________________。

（3）滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是____________、_____________。

（4）氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式________________________________。

（5）酸浸过程中，lmol NiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式为____________________________________。

（6）保持其他条件不变，在不同温度下对含镍 废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如右图。 酸浸的最佳温度与时间分别为________℃、 _______min。

Answer 1

【答案】 增大接触面积，提高浸出速率和产率（或浸出率） 5.0≤pH＜6.7 SiO2、CaSO4 CaF2 2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O NiS+H2SO4+2HNO3== NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O 70 120

【解析】含镍废料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎，加硫酸和硝酸酸浸，过滤，滤渣1为二氧化硅和硫酸钙，浸出液含有Ni2+、Fe2+、Al3+、Ca2+，加H2O2把亚铁离子氧化为Fe3+，然后加NaOH调节pH，使Al3+、Fe3+转化为沉淀，同时Ni2+不能转化为沉淀，所以调节pH的范围5.0≤pH＜6.7，过滤，滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝，滤液中含有Ni2+、Ca2+，再加氟化铵，生成CaF2沉淀，过滤，滤渣3为CaF2，滤液中加碳酸钠生成NiCO3沉淀，过滤，滤渣中加醋酸溶解，生成(CH3COO)2Ni溶液，然后蒸发浓缩、冷却结晶得到(CH3COO)2Ni固体。

(1)将粉碎的含镍废料酸浸时要不断搅拌，粉碎和搅拌可以增大接触面积，提高浸出速率和产率，故答案为：增大接触面积，提高浸出速率和产率；

(2)调节pH使Al3+、Fe3+转化为沉淀，同时Ni2+不能转化为沉淀，根据表中的数据可知，调节pH的范围为5.0≤pH＜6.7；故答案为：5.0≤pH＜6.7；

(3)由流程分析可知，滤渣1为二氧化硅和硫酸钙，滤渣3为CaF2；故答案为：SiO2、CaSO4；CaF2；

(4)溶液中的亚铁离子不容易转化为沉淀，加H2O2把亚铁离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；

(5)酸浸过程中，1mol NiS被硝酸氧化失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体，则生成NO和SO2，其反应的化学方程式为：NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O；故答案为：NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O；

(6)由图像可知，70℃、120min时，酸浸出率最高，故答案为：70；120。