Question

镍废料中主要含有Ni,还有少量的Cu、Fe、Pb等。现从中制取Ni₂O₃,可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍镉碱性电池。生产流程见下：

已知0.010mol/L金属离子在不同pH下的沉淀情况如下：

	Fe^3+	Cu^2+	Ni^2+	Fe^2+
开始沉淀pH	3.0	5.0	7.4	9.7
完全沉淀pH	4.0	6.5	9.0	11

回答下列问题：

(1)加入碳酸钙调pH的目的是____________________________________________，“沉渣2”的主要成分是____________，必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是______________________________________________________________________。

(2)用离子方程式解释加入NH₄F“除Ca”的过程_________________。

(3)“酸浸”时参与反应的H₂SO₄与HNO₃物质的量比保持为3∶2，此时Ni单质所发生的化学方程式为___________________________________________。

(4)“操作X”是__________、__________，煅烧时产生两种气体的成分是________。

(5)向NiO中加入盐酸溶解，待完全溶解后，加入足量NaOH溶液，再加入NaClO溶液，写出其中和NaClO相关的反应的离子方程式为_________________________________。

(6)根据上表数据，计算当0.010mol/LNiSO₄溶液中Ni²⁺完全沉淀时的c(Ni²⁺)=______mol/L。

Answer

提高溶液pH,去除Fe3+ (使之转化为Fe(OH)3) (只答出了调节pH 不得 CuS “除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀 Ca2++2F-=CaF2↓ 3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O 过滤 洗涤 CO、CO2 2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O 10-52

【解析】（1）铁能够和盐酸反应生成亚铁离子，被双氧水氧化为铁离子，然加入碳酸钙调pH，使铁离子变为沉淀而除去；铜和混合酸反应生成铜离子，加入硫化氢后产生硫化铜沉淀，得到“沉渣2”； 必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是“除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀；正确答案：提高溶液pH，去除Fe3+ (使之转化为Fe(OH)3) ；CuS； “除Cu”时溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀。

（2）溶液中的氟离子与钙离子反应生成氟化钙沉淀，达到除钙的目的；离子方程式为Ca2++2F-=CaF2↓；正确答案：Ca2++2F-=CaF2↓。

（3）假设H2SO4与HNO3物质的量分别为3mol,2mol；两种混合酸提供氢离子8mol，,2mol硝酸根离子全部被还原为2mol一氧化氮，转移电子总数为6mol；镍在反应中被氧化为硫酸镍，根据电子守恒可知，消耗金属镍3mol；根据上述反应关系，该反应化学方程式为：3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O；正确选项：3Ni+3H2SO4+2HNO3=3NiSO4+2NO↑+4H2O。

（4）滤液中加入草酸形成草酸镍固体，然后进行过滤、洗涤操作；草酸镍煅烧后变为三氧化二镍、一氧化碳和二氧化碳气体；正确答案：过滤；洗涤；CO、CO2。

（5）向NiO中加入盐酸溶解，待完全溶解后生成氯化镍，氯化镍在碱性环境下被次氯酸钠氧化为三氧化二镍、次氯酸钠被还原为氯化钠，离子方程式为：2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O ；正确答案：2Ni(OH)2+ClO-=Ni2O3+Cl-+2H2O。