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醋酸鎳[(CH3COO)2Ni]是一種重要的化工原料
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)調(diào)節(jié)pH步驟中,溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是____________。

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

(3)寫出氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________。

(4)酸浸過(guò)程中,lmol NiS失去6NA個(gè)電子,同時(shí)生成兩種無(wú)色有毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。

(5)沉鎳過(guò)程中,若c(Ni2+)=2.0 mol· L-1,欲使100 mL該濾液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5mol·L-1],則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為_(kāi)_____g。(保留小數(shù)點(diǎn)后1位有效數(shù)字)

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

可圈可點(diǎn)用戶
2021-07-26 13:55
優(yōu)質(zhì)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

含鎳廢料(含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)粉碎,加硫酸和硝酸酸浸,過(guò)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(shí)Ni2+不能轉(zhuǎn)化為沉淀,所以調(diào)節(jié)pH的范圍5.0pH<6.7,過(guò)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(guò)濾,濾渣3為CaF2,濾液中加碳酸鈉生成NiCO3沉淀,過(guò)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)調(diào)節(jié)pH使Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化為沉淀,同時(shí)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5.0pH<6.7;

(2)由流程分析可知,濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣,濾渣3為CaF2

(3)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;

(4)酸浸過(guò)程中,1mol NiS被硝酸氧化失去6NA個(gè)電子,同時(shí)生成兩種無(wú)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+2HNO3NiSO4+SO2+2NO+2H2O;

(5)已知NiCO3的Ksp=9.6×10-4,使100ml該濾液中的Ni2+沉淀物完全,即[c(Ni2+10-5mol?L-1],

則溶液中c(CO32-)=Ksp÷c(Ni2+)=9.6×10?6÷1×10?5=0.96mol/L,與Ni2+反應(yīng)的n(CO32-)=cV=2mol/L×0.1L=0.2mol,則加入的碳酸鈉的總物質(zhì)的量n(CO32-)=0.2mol+0.96mol/L×0.1L=0.296mol,所以m=nM=0.296mol×106g/mol=31.4g;

(6)由圖象可知,為70、120min時(shí),酸浸出率最高。

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可圈可點(diǎn)用戶
2021-07-26 18:55
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