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醋酸镍[(CH3COO)2Ni]是一种重要的化工原料
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下:

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表:

(1)调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是____________。

(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H2O2发生反应的离子方程式_____________。

(4)酸浸过程中,lmol NiS失去6NA个电子,同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式_______________。

(5)沉镍过程中,若c(Ni2+)=2.0 mol· L-1,欲使100 mL该滤液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],则需要加入Na2CO3固体的质量最少为______g。(保留小数点后1位有效数字)

(6)保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废料进行酸浸,镍浸出率随时间变化如右图。酸浸的最佳温度与时间分别为________、_______min。

可圈可点用户
2021-07-26 13:55
优质解答

答案

(1)5.0pH6.7

(2)SiO2 CaSO4   CaF2

(3)2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O

(4)NiS+H2SO4+2HNO3NiSO4+SO2+2NO+2H2

(5)31.4g  (6) 70  120

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5.0pH<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;

(1)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5.0pH<6.7;

(2)由流程分析可知,滤渣1为二氧化硅和硫酸钙,滤渣3为CaF2

(3)溶液中的亚铁离子不容易转化为沉淀,加H2O2把亚铁离子氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O;

(4)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,其反应的化学方程式为NiS+H2SO4+2HNO3NiSO4+SO2+2NO+2H2O

(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+10-5mol?L-1],

则溶液中c(CO32-)=Ksp÷c(Ni2+)=9.6×10?6÷1×10?5=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,所以m=nM=0.296mol×106g/mol=31.4g;

(6)由图象可知,为70、120min时,酸浸出率最高

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可圈可点用户
2021-07-26 18:55
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