Question

【題目】醋酸鎳[ (CH3COO)2Ni]是一種重要的化工原料。一種以含鎳廢料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2) 為原料，制取醋酸鎳的工藝流程圖如下:

相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如下表：

（1）將粉碎的含鎳廢料酸浸時要不斷攪拌，粉碎和攪拌的目的是______________________________。

（2）調(diào)節(jié)pH步驟中，溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是_______________________________。

（3）濾渣1和濾渣3主要成分的化學(xué)式分別是____________、_____________。

（4）氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式________________________________。

（5）酸浸過程中，lmol NiS失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________________________。

（6）保持其他條件不變，在不同溫度下對含鎳 廢料進(jìn)行酸浸，鎳浸出率隨時間變化如右圖。 酸浸的最佳溫度與時間分別為________℃、 _______min。

Answer 1

【答案】 增大接觸面積，提高浸出速率和產(chǎn)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】含鎳廢料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎，加硫酸和硝酸酸浸，過濾，濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣，浸出液含有Ni2+、Fe2+、Al3+、Ca2+，加H2O2把亞鐵離子氧化為Fe3+，然后加NaOH調(diào)節(jié)pH，使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，同時Ni2+不能轉(zhuǎn)化為沉淀，所以調(diào)節(jié)pH的范圍5.0≤pH＜6.7，過濾，濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁，濾液中含有Ni2+、Ca2+，再加氟化銨，生成CaF2沉淀，過濾，濾渣3為CaF2，濾液中加碳酸鈉生成NiCO3沉淀，過濾，濾渣中加醋酸溶解，生成(CH3COO)2Ni溶液，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到(CH3COO)2Ni固體。

(1)將粉碎的含鎳廢料酸浸時要不斷攪拌，粉碎和攪拌可以增大接觸面積，提高浸出速率和產(chǎn)率，故答案為：增大接觸面積，提高浸出速率和產(chǎn)率；

(2)調(diào)節(jié)pH使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀，同時Ni2+不能轉(zhuǎn)化為沉淀，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)可知，調(diào)節(jié)pH的范圍為5.0≤pH＜6.7；故答案為：5.0≤pH＜6.7；

(3)由流程分析可知，濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣，濾渣3為CaF2；故答案為：SiO2、CaSO4；CaF2；

(4)溶液中的亞鐵離子不容易轉(zhuǎn)化為沉淀，加H2O2把亞鐵離子氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O，故答案為：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；

(5)酸浸過程中，1mol NiS被硝酸氧化失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體，則生成NO和SO2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O；故答案為：NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O；

(6)由圖像可知，70℃、120min時，酸浸出率最高，故答案為：70；120。