Question

【題目】以鎳廢料(主要成分為鎳鐵合金，含少量銅)為原料，生產NiO的部分工藝流程如下：

已知：下表列出了幾種金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L－1計算)。

氫氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
開始沉淀的pH	1.5	6.5	7.7
沉淀完全的pH	3.3	9.9	9.2

（1）“除鐵”時需控制溶液的pH范圍為________。

（2）“濾渣”的主要成分為________(填化學式)。

（3）“沉鎳”時得到堿式碳酸鎳[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。

①在隔絕空氣條件下，“煅燒”堿式碳酸鎳得到NiO，該反應的化學方程式為________。

②“沉鎳”時，溶液pH增大，堿式碳酸鎳中Ni元素含量會增加，原因是________。

Answer 1

【答案】3.3≤pH<7.7 CuS xNiCO3·yNi(OH)2(x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，堿式碳酸鎳中Ni(OH)2比例增大

【解析】

以鎳廢料（主要成分為鎳鐵合金，含少量銅）為原料，加入硫酸、硝酸酸浸，Ni轉化為NiSO4，同時生成亞鐵離子、鐵離子、銅離子等，加入過氧化氫，可氧化亞鐵離子生成鐵離子，加入氫氧化鈉調節pH可生成氫氧化鐵沉淀，然后通入硫化氫生成CuS沉淀，達到除銅的目的，在濾液中加入碳酸鈉溶液可生成xNiCO3yNi(OH)2，煅燒可生成NiO；

(1)根據表格數據分析“除鐵”時要求鐵離子全部除掉需要的pH；

(2) S2-可與Cu2+反應生成CuS沉淀；

(3)①在隔絕空氣條件下，“煅燒”堿式碳酸鎳得到NiO，xNiCO3·yNi(OH)2高溫下分解生成NiO、CO2和H2O；

②pH越大，溶液堿性越強，結合堿式碳酸鎳[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]組成分析；

(1) “除鐵”時要求鐵離子全部除掉，pH3.3，鎳離子和銅離子留在溶液中，pH<7.7，所以需控制溶液的pH范圍為3.3≤pH<7.7；

(2)向除鐵后的濾液中通入H2S氣體，發生反應H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，因此濾渣的成分為CuS；

(3)①在隔絕空氣條件下，“煅燒”堿式碳酸鎳得到NiO，xNiCO3·yNi(OH)2高溫下分解生成NiO、CO2和H2O，其化學方程式為：xNiCO3·yNi(OH)2(x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O；

②堿式碳酸鎳[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀中Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，堿式碳酸鎳中Ni(OH)2比例增大，所以堿式碳酸鎳中Ni元素含量會增加。