Question

實驗室模擬回收某廢舊含鎳催化劑(主要成分為NiO，另含F(xiàn)e₂O₃、CaO、CuO、BaO等)生產(chǎn)Ni₂O₃。其工藝流程如下：


(1)根據(jù)圖甲所示的X射線衍射圖譜，可知浸出渣含有三種主要成分，其中“物質(zhì)X”為________。圖乙表示鎳的浸出率與溫度的關系，當浸出溫度高于70 ℃時，鎳的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)₂含量增大，其原因是
________________________________________________________________。
(2)工藝流程中副產(chǎn)品的化學式為______________。
(3)已知有關氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表：

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

 
操作B是為了除去濾液中的鐵元素，某同學設計了如下實驗方案：向操作A所得的濾液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液pH為3.7～7.7，靜置，過濾。請對該實驗方案進行評價：_____________________________________________
(若原方案正確，請說明理由；若原方案錯誤，請加以改正)。
操作C是為了除去溶液中的Ca^2＋，若控制溶液中F^－濃度為3×10^－3molL^－1，則Ca^2＋的濃度為________mol·L^－1。(常溫時CaF₂的溶度積常數(shù)為2.7×10^－11)
(5)電解產(chǎn)生2NiOOH·H₂O的原理分兩步：①堿性條件下Cl^－在陽極被氧化為ClO^－；②Ni^2＋被ClO^－氧化產(chǎn)生2NiOOH·H₂O沉淀。第②步反應的離子方程式為_______________________________________。

Answer 1

BaSO₄　溫度升高，Ni^2＋的水解程度增大
(2)CuSO₄·5H₂O　(3)方案錯誤。在調(diào)節(jié)pH前，應先在濾液中加入H₂O₂，使溶液中的Fe^2＋氧化為Fe^3＋
(4)3×10^－6
(5)ClO^－＋2Ni^2＋＋4OH^－=2NiOOH·H₂O＋Cl^－

(1)BaO與H₂SO₄反應得到BaSO₄沉淀，進入浸出渣；Ni^2＋會發(fā)生水解反應：Ni^2＋＋2H₂ONi(OH)₂＋2H^＋，該反應為吸熱反應，故溫度升高，平衡右移，Ni(OH)₂含量增大，鎳的浸出率降低。(2)CuS、S灼燒后轉(zhuǎn)化為CuO和SO₂，CuO被硫酸酸浸轉(zhuǎn)化為硫酸銅溶液，結晶析出CuSO₄·5H₂O。(3)按題目操作無法將Fe^2＋除盡，從而導致有雜質(zhì)存在，故可將Fe^2＋氧化為Fe^3＋后，再調(diào)pH，以便除去全部的鐵元素。(4)c(Ca^2＋)＝＝＝3×10^－6(mol·L^－1)。(5)先根據(jù)題意寫出ClO^－＋Ni^2＋―→2NiOOH·H₂O＋Cl^－，然后再根據(jù)電荷守恒和原子守恒配平。