Question

17．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圖1：

相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如表：

金屬離子	開(kāi)始沉淀時(shí)的pH	沉淀完全時(shí)的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Al3+	3.0	5.0
Ni2+	6.7	9.5

物質(zhì)	20℃時(shí)溶解性（H2O）
CaSO4	微溶
NiF	可溶
CaF	難溶
NiCO3	Ksp=1.0×10-6

（1）NH₄F的電子式為
（2）將含鎳原料粉碎的目的是提高鎳的浸出率
（3）調(diào)節(jié)pH步驟中，溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是5.0≤pH＜6.7．
（4）濾渣1和濾渣3主要成分的化學(xué)式分別是SiO₂、CaSO₄、CaF₂．
（5）寫(xiě)出氧化步驟中加入H₂O₂發(fā)生反應(yīng)的離子方程式2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（6）酸浸過(guò)程中，lmol NiS失去6N_A個(gè)電子，同時(shí)生成兩種無(wú)色有毒氣體．寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：NiS+H₂SO₄+2HNO₃═NiSO₄+SO₂↑+2NO↑+2H₂O．
（7）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)間變化如圖2．酸浸的最佳溫度與時(shí)間分別為70℃、120min．
（8）沉鎳過(guò)程中，若c（Ni²⁺）=2.0mol•L^-1，欲使100mL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31.8g．（保留小數(shù)點(diǎn)后1位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 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5.0≤pH＜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，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）NH₄F為離子化合物，電子式為：；
故答案為：；
（2）將含鎳原料粉碎可以提高鎳的浸出率；
故答案為：提高鎳的浸出率；
（3）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5.0≤pH＜6.7；
故答案為：5.0≤pH＜6.7；
（4）由流程分析可知，濾渣1為二氧化硅和硫酸鈣，濾渣3為CaF₂；
故答案為：SiO₂、CaSO₄；CaF₂；
（5）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；
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（6）酸浸過(guò)程中，1mol NiS被硝酸氧化失去6N_A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+2HNO₃═NiSO₄+SO₂↑+2NO↑+2H₂O；
故答案為：NiS+H₂SO₄+2HNO₃═NiSO₄+SO₂↑+2NO↑+2H₂O；
（7）由圖象可知，為70℃、120min時(shí)，酸浸出率最高；
故答案為：70；120；
（8）已知NiCO₃的Ksp=1.0×10^-6，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（CO₃^2-）=$\frac{Ksp}{c（N{i}^{2+}）}$=$\frac{1.0×1{0}^{-6}}{1{0}^{-5}}$mol/L=0.1mol/L，與Ni²⁺反應(yīng)的n（CO₃^2-）=cV=2mol/L×0.1L=0.2mol，
則加入的碳酸鈉的總物質(zhì)的量n（CO₃^2-）=0.2mol+0.11mol/L×0.1L=0.3mol，
所以m=nM=0.3mol×106g/mol=31.8g；
故答案為：31.8．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離提純基本操作和綜合應(yīng)用、溶度積常數(shù)的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力，注意把握常見(jiàn)物質(zhì)或離子的性質(zhì)應(yīng)用．