Question

【題目】三氧化二鎳(Ni2O3)是一種灰黑色無氣味有光澤的塊狀物，易粉碎成細粉末，常用于制造高能電池。工業(yè)上以金屬鎳廢料生產(chǎn)Ni2O3的工藝流程如下：

下表為金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(設(shè)開始沉淀時金屬離子濃度為1.0 mol·L－1)：

回答下列問題：

(1)為提高金屬鎳廢料浸出的速率，在“酸浸”時可采取的措施是___________。(寫兩點即可)

(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni2＋、Fe2+、Fe3+、Al3+等。加H2O2的作用是__________，其離子方程式為______________________。

(3)在沉鎳前，需加Na2CO3控制溶液pH的范圍為__________。

(4)沉鎳的離子方程式為_____________________。

(5)氧化生成Ni2O3的離子方程式為___________________。

Answer 1

【答案】升高溫度；增加鹽酸的濃度；粉碎；攪拌 把Fe2+氧化為Fe3+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1 Ni2++CO32-=NiCO3↓ 2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3+Cl-+2H2O

【解析】

以金屬鎳廢料生產(chǎn)Ni2O3，由流程可知，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-，另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等，加入過氧化氫氧化Fe2+為Fe3+，加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+、Al3+全部形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，過濾后向濾液中再加入碳酸鈉沉淀鎳離子得NiCO3沉淀，濾液A中含有NaCl等物質(zhì)，將NiCO3經(jīng)洗滌后再溶于鹽酸得氯化鎳溶液和二氧化碳，向溶液加入次氯酸鈉和氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成Ni2O3。

(1)為了提高金屬鎳廢料浸出的速率，在“酸浸”時可采取的措施是升高溫度、增大鹽酸濃度、粉碎、攪拌等；

(2)在酸性條件下H2O2具有氧化性，可以把Fe2+氧化為Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

(3)沉鎳前要將Fe3+、Al3+沉淀完全，而鎳離子不能形成沉淀，根據(jù)溶液的pH與金屬氫氧化物沉淀的關(guān)系表格數(shù)值可知：溶液的pH值控制在4.7≤pH<7.1；

(4)沉鎳時Ni2+與CO32-形成NiCO3沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Ni2++CO32-=NiCO3↓；

(5)NaClO中Cl元素化合價為+1價，反應(yīng)后變?yōu)?/span>NaCl中的-1價，Cl元素由+1價降為-1價，而Ni由反應(yīng)前NiCl2中的+2價升高到Ni2O3中的+3價，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得Ni2+氧化生成Ni2O3的離子方程式為：2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3+Cl-+2H2O。