Question

【题目】某含镍(NiO)废料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质，用此废料提取NiSO4的工艺流程如图1所示：

已知：①有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图2所示。

②25 ℃时，NH3·H2O的电离常数Kb＝1.8×10－5。HF的电离常数Ka＝7.2×10－4，Ksp(MgF2)＝7.4×10－11。

(1)“酸浸”时，为提高浸出速率，可采取的措施有______________(写一条即可)。

(2)废渣1的主要成分是________(填化学式)。“氧化”步骤中加入H2O2的目的是____________(用离子方程式表示)。加Na2CO3调节溶液的pH至5，得到废渣2的主要成分是____________(填化学式)。

(3)25 ℃时，1 mol·L－1的NaF溶液中c(OH－)＝____________(列出计算式即可) mol·L－1。NH4F溶液呈________(填“酸性”“碱性”或“中性”)。

(4)已知沉淀前溶液中c(Mg2＋)＝1.85×10－3mol·L－1，当除镁率达到99%时，溶液中c(F－)＝________ mol·L－1。

Answer 1

【答案】增加硫酸浓度或提高反应温度（合理即可） SiO2 2Fe2++2H++H2O2==2Fe3++2H2O Fe(OH)3、Al(OH)3 酸性 2.0×10－3

【解析】

含镍废料酸浸时，生成硫酸镍、硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸镁溶液，和不溶物为二氧化硅，则滤渣1为二氧化硅；根据图2沉淀表，则需氧化亚铁离子为铁离子后调节pH逐个除去杂质离子，用氟离子除去溶液中的镁离子。

(1)为提高浸出速率，粉碎原材料或升高温度或增大酸的浓度均可；

(2)废料中只有二氧化硅不溶于硫酸，则废渣1为二氧化硅；除亚铁离子的pH为7~9，与镍离子接近，则需氧化为铁离子除去，加入过氧化钠的目的为氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2==2Fe3++2H2O；加Na2CO3调节溶液的pH至5，除去溶液中的铁离子、铝离子，生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀；

(3)1mol·L－1的NaF溶液中c(F-)=1mol/L，根据F-+H2OOH-+HF，c(OH－)＝c(HF)，c(OH－)×c(HF)=Kh×c(F-)=，则c(OH－)＝mol/L；已知25℃时，NH3·H2O的电离常数Kb＝1.8×10－5。HF的电离常数Ka＝7.2×10－4，NH4F相当于为强酸弱碱盐，溶液显酸性；

(4)当除镁率达到99%时，溶液中剩余c(Mg2＋)＝1.85×10－3×1%=1.85×10-5mol/L，c(Mg2＋)×c2(F－)=Ksp(MgF2)，则c2(F－)==4×10-6，c(F－)＝2×10-3mol/L。