Question

【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：

相關離子生成氫氧化物的pH和相關物質(zhì)的溶解性如下表：

金屬離子	開始沉淀pH	沉淀完全pH		物質(zhì)	20℃溶解性（H2O）
Fe3+	1.1	3.2		CaSO4	微溶
Fe2+	5.8	8.8		NiF2	可溶
Al3+	3.0	5.0		CaF2	難溶
Ni2+	6.7	9.5		NiCO3	Ksp=9.6×10-6

（1）將粉碎的含鎳廢料酸浸時要不斷攪拌，粉碎和攪拌的目的是________________。

（2）調(diào)節(jié)pH步驟中，溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是__________________________________。

（3）濾渣1和濾渣3主要成分的化學式分別是________________，_____________。

（4）氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應的離子方程式為____________________________。

（5）酸浸過程中，lmol NiS失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體。該反應的化學方程式為____________________。

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

Answer 1

【答案】 增大接觸面積，提高浸出速率和產(chǎn)率（或浸出率） 5.0≤pH＜6.7 SiO2、CaSO4 CaF2 2Fe2+ + H2O2 +2H+ == 2Fe3+ + 2H2O NiS + H2SO4 + 2HNO3 == NiSO4 + SO2↑+ 2NO↑ + 2H2O 70 120

【解析】含鎳廢料（含 NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2）粉碎，加硫酸和硝酸酸浸，過濾，濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣，浸出液含有Ni2＋、Fe2＋、Al3＋、Ca2＋，加H2O2將亞鐵離子氧化為Fe3＋，再加NaOH調(diào)節(jié)pH，使Al3＋、Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，同時Ni2＋不能轉(zhuǎn)化為沉淀，調(diào)節(jié)pH的范圍5.0≤pH＜6.7，過濾，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，過濾，濾渣3為CaF2，濾液中加碳酸鈉生成NiCO3沉淀，過濾，濾渣中加醋酸溶解，生成（CH3COO）2Ni溶液，然后蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到（CH3COO）2Ni固體；

（1）將粉碎的含鎳廢料酸浸時要不斷攪拌，粉碎和攪拌的目的是：增大接觸面積，提高浸出速率和產(chǎn)率（或浸出率）；（2）調(diào)節(jié)pH使Al3＋、Fe3＋轉(zhuǎn)化為沉淀，同時Ni2＋不能轉(zhuǎn)化為沉淀，根據(jù)表中數(shù)據(jù)，調(diào)節(jié)pH的范圍為5.0≤pH＜6.7；（3）濾渣1和濾渣3主要成分的化學式分別是：濾渣1為SiO2、CaSO4 ，濾渣3為CaF2；（4）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＋，起反應的離子方式為：2Fe2＋+H2O2+2H＋═2Fe3＋+2H2O；（5）酸浸過程中，lmol NiS失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體，即生成NO和SO2，該反應的化學方程式為 NiS + H2SO4 + 2HNO3 == NiSO4 + SO2↑+ 2NO↑ + 2H2O；（6）由圖象可知，為70℃、120min時，鎳浸出率最高。