题目内容

【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图:

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如表:

(1)酸浸过程中,1mol NiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的离子方程式___。

(2)滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是___、____。

(3)写出氧化步骤中加入过氧化氢发生反应的离子方程式______。

(4)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是____。

(5)沉镍过程中,若c(Ni2+)=2.0 mol/L,欲使100mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)<10-5mol/L],则需要加入碳酸钠固体的物质的量最少为____mol。

【答案】 0.296

【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,结合选项分析解答。

(1)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,其反应的离子方程式为;

(2)由流程分析可知,滤渣1为,滤渣3为,故答案为:;;

(3)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;

(4)根据表格信息可知,溶液中的亚铁离子不容易转化为沉淀,加入H2O2目的是将亚铁离子氧化为Fe3+,其反应的离子方程式为:;

(5)已知NiCO3的Ksp=9.6×10-4,使100mL该滤液中的Ni2+沉淀物完全,即[c(Ni2+)≤10-5molL-1],则溶液中c(CO32-)==mol/L=0.96mol/L,与Ni2+反应的n(CO32-)=cV=2mol/L×0.1L=0.2mol,则加入的碳酸钠的总物质的量n(CO32-)=0.2mol+0.96mol/L×0.1L=0.296mol,故答案为:0.296。

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