Question

【題目】醋酸鎳 是一種重要的化工原料，一種以含鎳廢料含NiS、、FeO、CaO、為原料制取醋酸鎳的工藝流程圖如下圖所示：

相關離子生成氫氧化物的pH和相關物質的溶解性如表：

金屬離子	開始沉淀時的pH	沉淀完全時的pH	物質	時溶解性
				微溶
				可溶
		開始溶解		難溶

的電子式為_________________。

調節pH步驟中，溶液pH的調節范圍是_________________。

濾渣1和濾渣3主要成分的化學式分別是_________________、_________________。

酸浸過程中，lmolNiS失去個電子，同時生成兩種無色有毒氣體，寫出該反應的化學方程式：________。

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下圖所示，酸浸的最佳溫度與時間分別為_________________。

沉鎳過程中，若，欲使100mL該濾液中的沉淀完全，則需要加入固體的質量最少為___________保留小數點后2位有效數字。

近年來鎳氫電池發展很快，它可由跟中各元素化合價均可看作是零組成：。該電池放電時，負極反應是________。

Answer 1

【答案】 5.2≤pH<6.7 、 70℃、120min

【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把亞鐵離子氧化為Fe3+，然后加NaOH調節pH，使Al3+、Fe3+轉化為沉淀，同時Ni2+不能轉化為沉淀，所以調節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，然后蒸發濃縮、冷卻結晶得到(CH3COO)2Ni固體；

(2)調節pH使Al3+、Fe3+轉化為沉淀，根據表中的數據分析；

(3)根據流程分析；

(4)酸浸過程中，1mol NiS失去6NA個電子，同時生成兩種無色有毒氣體，則生成NO和SO2；

(5)根據圖象中不同溫度、時間下酸浸出率分析。

(6)已知NiCO3的Ksp=9.6×10-6，使100ml該濾液中的Ni2+沉淀物完全，即[c(Ni2+)≤10-5molL-1]，求出碳酸根離子的濃度，然后求出其物質的量和質量；

(7)NiO(OH)中Ni的化合價是+3價，Ni(OH)2中Ni是+2價，化合價降低，發生還原反應，所以放電時負極應發生氧化反應，LaNi5H6為負極反應物質，LaNi5H6中各元素化合價均可看作是零，所以化合價升高的只能是H元素，堿性條件下得到LaNi5與H2O。

含鎳廢料含NiS、、FeO、CaO、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、、、，加把亞鐵離子氧化為，然后加NaOH調節pH，使、轉化為沉淀，同時不能轉化為沉淀，所以調節pH的范圍，過濾，濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁，濾液中含有、，再加氟化銨，生成沉淀，過濾，濾渣3為，濾液中加碳酸鈉生成沉淀，過濾，濾渣中加醋酸溶解，生成溶液，然后蒸發濃縮、冷卻結晶得到固體；

為離子化合物，故電子式為：；

調節pH使、轉化為沉淀，同時不能轉化為沉淀，根據表中的數據可知，調節pH的范圍為；

由流程分析可知，濾渣1為SiO2和CaSO4，濾渣3為；

酸浸過程中，1molNiS被硝酸氧化失去個電子，同時生成兩種無色有毒氣體，則生成NO和，其反應的化學方程式為：；

由圖象可知，當溫度為、時間為120min時，鎳浸出率已經很高，和浸出率最高的點已經很接近，但浸出率最高點的條件是、150min，所需條件更嚴格，但是浸出率卻相差不多，故酸浸的最佳溫度與時間分別為、120min；

已知的，使100ml該濾液中的沉淀物完全，即，則溶液中，與反應的，則加入的碳酸鈉的總物質的量，所以；

由跟中各元素化合價均可看作是零組成電池總反應：。該電池放電時，負極反應是；