Question

【題目】硫酸鎳是一種重要的化工中間體，是鎳行業(yè)研究的熱點。一種以石油化工中的廢鎳催化劑（主要成分為NiCO3和SiO2，還含有少量Fe2O3、Cr2O3）為原料制備硫酸鎳的工業(yè)流程如圖：

已知：Ⅰ．NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均難溶于水，Cr(OH)3是兩性氫氧化物；

Ⅱ．Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液，Ni(OH)2溶于NH4Cl-氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。

請回答下列問題：

（1）“酸溶”時應先將廢鎳催化劑粉碎，再與20%硫酸在100℃下反應2h，該操作的目的為____。

（2）“濾渣Ⅰ”的主要成分為___（填化學式），該物質(zhì)在工業(yè)上的用途為___（任寫一種）。

（3）“一次堿析”時，加入的NaOH溶液需過量，含鉻微粒發(fā)生反應的離子方程式為__。

（4）“氨解”的目的為___�！皟艋�”時通入H2S的目的是___。

（5）“氧化”時發(fā)生反應的離子方程式為___。

（6）“系列操作”具體是指____、過濾、洗滌、干燥。若所得NiSO4·7H2O晶體不純，應繼續(xù)進行的提純操作名稱為____。

Answer 1

【答案】加快反應速率，提高鎳元素的浸出率 SiO2 制玻璃（或制光導纖維） Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O 實現(xiàn)鎳元素和鐵元素的分離 將鎳元素轉(zhuǎn)化為NiS沉淀 3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S+4H2O 蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶 重結(jié)晶

【解析】

（1）將廢鎳催化劑粉碎，固體表面積增大，加熱條件下長時間反應的目的是加快反應速率，提高鎳元素的浸出率。

（2）NiCO3、Fe2O3、Cr2O3均溶于硫酸，SiO2不溶于硫酸，“濾渣Ⅰ”的主要成分為SiO2。工業(yè)上可利用SiO2制玻璃、制粗硅、制光導纖維等。

（3）Cr(OH)3是兩性氫氧化物，NaOH溶液過量，Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO2-。

（4）Fe(OH)3不溶于NH4Cl-氨水的混合液，Ni(OH)2溶于NH4Cl-氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+，故“氨解”的目的為實現(xiàn)鎳元素和鐵元素的分離。“凈化“時通入H2S的目的是將鎳元素轉(zhuǎn)化為NiS沉淀。

（5）“氧化”時HNO3被還原為NO，NiS被氧化為S，反應的離子方程式為3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S+4H2O。

（6）從NiSO4溶液中獲得NiSO4·7H2O的操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥；若所得NiSO4·7H2O晶體不純，應繼續(xù)進行重結(jié)晶來提純。