Question

【題目】利用某廢鎳催化劑（含NiCO3、Na2SiO3，少量Fe3O4、Cr2O3）制備NiSO4，流程如下：

(1)“酸溶”后，加入十六烷基三甲基氯化銨溶液出現大量白色沉淀，寫出“酸溶”時生成硅酸的離子方程式：_________________。

(2)“堿析”時，常溫下調pH=____時Fe3+恰好沉淀完全；工業上把pH調至10，此時沉淀物有Fe(OH)3和____，目的是_________。

(3)取300mL“除硅酸”后的溶液，加入雙氧水受熱th，得到關于沉淀率的關系圖如下。

①合適的工藝條件為____________；

②溫度不能太高的原因是____。

(4)“一次沉鎳”產物為NiS，稀硝酸與之反應的化學反應方程式為____。

Answer 1

【答案】 2H+ + SiO32- = H2SiO3(膠體) 3.2 Ni(OH)2 把Cr3+轉化為CrO2-，除去鉻元素 70℃ 每300mL加入8mL雙氧水 70℃以后沉淀率增加不大，同時雙氧水分解速率加快，增加了成本 3NiS + 8HNO3 = 2NO↑ + 4H2O + 3Ni(NO3)2 + 3S↓

【解析】分析：廢鎳催化劑加入硫酸酸溶后碳酸鎳轉化為硫酸鎳，硅酸鈉轉化為硅酸，四氧化三鐵轉化為硫酸鐵、硫酸亞鐵，Cr2O3轉化為硫酸鉻，加入雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入氫氧化鈉沉淀鐵離子。根據已知信息可知加入氨水沉淀鉻離子，利用H2S沉淀鎳離子，利用硝酸的氧化性除去硫，然后再利用氫氧化鈉沉淀鎳離子，最后用硫酸溶解得到硫酸鎳，據此解答。

詳解：(1)“酸溶”后，加入十六烷基三甲基氯化銨溶液出現大量白色沉淀，這說明“酸溶”時生成的是硅酸膠體，所以“酸溶”時生成硅酸的離子方程式為2H+ +SiO32-＝H2SiO3(膠體)。

(2)根據氫氧化鐵的溶度積常數可知鐵離子恰好沉淀時溶液中氫氧根的濃度是，則溶液的pH＝3.2；由于氫氧化鉻的性質類似于氫氧化鋁，則當氫氧化鈉過量時會生成NaCrO2，因此工業上把pH調至10，此時沉淀物有Fe(OH)3和Ni(OH)2，目的是把Cr3+轉化為CrO2-，除去鉻元素。

(3)①根據圖像可知溫度為70℃、加入8mL雙氧水時沉淀率高，因此合適的工藝條件為70℃、每300mL加入8mL雙氧水；

②由于70℃以后沉淀率增加不大，同時雙氧水分解速率加快，增加了成本，所以溫度不能太高。

(4)“一次沉鎳”產物為NiS，由于硝酸具有氧化性，則稀硝酸與之反應的化學反應方程式為3NiS+8HNO3＝2NO↑+4H2O+3Ni(NO3)2+3S↓。