Question

【题目】某实验科研小组研制了一种从废旧的含镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等）回收镍的新工艺。工艺流程如下图：

回答下列问题：

（1）浸出渣主要成分为CaSO4↓·2H2O和_______________两种物质。

（2）右图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_____________________________。

（3）工艺流程中的“副产品”为________（填化学式）。

（4）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。请对该实验方案是否正确进行判断并做出评价： ___________________________________（若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。

（5）操作C是为了除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F－浓度为3×10-3mol·L-1，则溶液中=________________。（常温时，Ksp(CaF2)=2.7×10-11）

（6）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-；生产1mol ClO-，消耗OH-______________mol。

②Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。则该步反应的离子方程式为_________________________。

Answer 1

【答案】 BaSO4 随着温度升高，Ni2+的水解程度增大（浸出渣中Ni(OH)2含量增大，导致镍的浸出率降低） CuSO4·5H2O 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+ 1.0×10-3 2 ClO-+2Ni2+＋4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-

【解析】（1）含镍催化剂(主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等）加入硫酸后生成硫酸盐，其中CaO、BaO加入硫酸后生成微溶的硫酸钙和难溶的硫酸钡，故浸出渣主要成分为CaSO4↓·2H2O和BaSO4两种物质；（2）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；（3）由于CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜，所以副产品应该是胆矾，即CuSO4·5H2O；（4）由于用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值，容易引入杂质，所以方案是错误的；正确的操作应该是在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；（5）根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知，溶液中F-浓度为3×10-3 mol/L，则Ca2+的浓度为

=3×10-6 mol/L，=；（5）Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH·H2O沉淀，其还原产物是氯离子，则根据电子的得失守恒可知，第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2+＋4OH-=2NiOOH·H2O+Cl-。