Question

【題目】以某含鎳廢料(主要成分為NiO，還含有少量FeO、Fe2O3、CoO、SiO2等)為原料制備NixOy和碳酸鉆的工藝流程如下：

(1)“酸溶”時需將含鎳廢料粉碎，目的是___；含有CoCO3的玻璃常用作實(shí)驗(yàn)室觀察鉀元素的焰色反應(yīng)，該玻璃的顏色為____。

(2)“氧化”中添加NaClO3的作用是____，為證明添加NaClO3已足量，可用____ (寫化學(xué)式)溶液進(jìn)行檢驗(yàn)。

(3)“調(diào)pH”過程中生成黃鈉鐵釩沉淀(NaFe3(SO4)2(OH)6)，其離子方程式為_____。

(4)“沉鈷”過程的離子方程式__。若“沉鈷鉆”開始時c(Co2+)=0.10 mol/L，則控制pH≤__時不會產(chǎn)生Co(OH)2沉淀。(已知Ksp［Co(OH)2]=4.0×10-15，lg2=0.3)。

(5)從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是：加熱濃縮溶液至有晶膜出現(xiàn)，_____，過濾，洗滌，干燥。“鍛燒”時剩余固體質(zhì)量與溫度變化曲線如圖，該曲線中B段所表示氧化物(NixOy)的化學(xué)式為____。

Answer 1

【答案】提高浸出率或提高浸出速率 藍(lán) Fe2+氧化為Fe3+ K3[Fe(CN)6] 3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑ Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O 7.3 降溫結(jié)晶（或冷卻結(jié)晶） Ni2O3

【解析】

金屬鎳廢料（除含 NiO 外，還含有少量 FeO、Fe2O3、CoO等）加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2＋、Cl－，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Co2+等，加入NaClO3氧化亞鐵離子為鐵離子，加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，使鋁離子、鐵離子全部沉淀，過濾后的濾液中再加入碳酸鈉沉淀鎳離子得黃鈉鐵礬渣，濾液中加入萃取劑得到沉鈷和有機(jī)層，沉鈷中加入NaHCO3溶液得碳酸鈷；有機(jī)層處理后生成NiSO4溶液，蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、得NiSO4·6H2O晶體，灼燒得NixOy。

（1）“酸溶”時需將含鎳廢料粉碎，目的是提高浸出率或提高浸出速率；

含有CoCO3的玻璃常用作實(shí)驗(yàn)室觀察鉀元素的焰色反應(yīng)（即透過藍(lán)色鈷玻璃），故該玻璃的顏色為藍(lán)色；

（2）"氧化"中添加NaClO3的作用是將Fe2＋氧化為Fe3＋便于除去，為證明添加NaClO3已足量，實(shí)際是檢驗(yàn)是否含有Fe2＋，可用K3[Fe(CN)6]溶液進(jìn)行檢驗(yàn)；

（3）“調(diào)pH”過程中生成黃鈉鐵釩沉淀，其離子方程式為3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑；

（4）“沉鈷”過程的離子方程式Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O，已知由題干信息可知，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15，lg2=0.3，若“沉鈷”開始時c(Co2+)=0.10 mol/L，結(jié)合沉淀溶解平衡Co(OH)2Co2++2OH-，則Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=0.10×c2(OH-)=4.0×10-15，c(OH-)=2×10-7，c(H+)=，pH=-lg=7+lg2=7.3，因此控制pH≤7.3時不會產(chǎn)生Co(OH)2沉淀；

（5）從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是：加熱濃縮溶液至有晶膜出現(xiàn)，降溫結(jié)晶（或冷卻結(jié)晶），過濾，洗滌，干燥；

“煅燒”時剩余固體質(zhì)量與溫度變化曲線如圖，從26.3gNiSO4·6H2O失水變成15.5g，n(NiSO4·6H2O):n(H2O)= ，26.3gNiSO4·6H2O中n(Ni)= =0.10mol，8.3g中n(Ni):n(O)=0.1mol: =2:3，該曲線中B段所表示氧化物的化學(xué)式為Ni2O3。