Question

【題目】某酸性廢液含有H+、Fe3+、Ni2+、NO3—、F-和Cr2O72-等。下圖是該廢液的綜合利用工藝流程：（假設： F—與金屬離子的絡合反應不影響其它反應和計算）

已知：金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH：

	Fe3+	Ni2+	Cr3+
開始沉淀	1.5	6.7	4.0
沉淀完全	3.4	9.5	6.9

Ni2+與足量氨水的反應為：Ni2+＋6NH3 [Ni(NH3)6]2+（[Ni(NH3)6]2+為難電離的絡合離子）

（1）濾渣1的主要成分為：____________。

（2）試劑X可以是足量氨水，還可以是：____________ 。（填序號）

A．Ni(OH)2 B．Cr2O3 C．Fe2O3 D．NaOH

（3）若試劑X是足量氨水，“沉鎳”的離子方程式為：____________。

（4）經檢測，最后的殘液中c(Ca2+)＝1.0×10─5 molL-1，則殘液中F－濃度____________（填 “符合”或“不符合”）排放標準[已知Ksp(CaF2)=4×10-11，國家排放標準要求氟離子濃度小于10 mgL─1]。

（5）鎳(Ni)及其化合物廣泛應用于生產電池、電鍍和催化劑等領域。

①某蓄電池反應為NiO2＋Fe＋2H2OFe(OH)2＋Ni(OH)2,放電時若外電路中轉移0.6mol電子則正極增重____g。

②圖為雙膜三室電解法處理含鎳廢水回收金屬鎳的原理示意圖，陽極的電極反應式為____；電解過程中，需要控制溶液pH值為4左右，原因是_______。

Answer 1

【答案】Fe(OH)3 A [Ni(NH3)6]2＋+S2-=NiS↓＋6NH3 不符合 0.6 4OH--4e-=2H2O + O2↑ pH過高時Ni2+會形成氫氧化物沉淀，pH過低時會有氫氣析出，降低鎳的回收率

【解析】

某酸性廢液含有和 等，在溶液中加入廢氧化鐵調節溶液PH=3.5，使鐵離子全部沉淀，過濾得到濾渣1，濾液中加入與發生反應生成鉻離子，加堿沉淀鉻離子形成氫氧化鉻沉淀，過濾后的濾液中加入沉淀鎳，過濾得到濾液中加入石灰漿沉淀得到濾渣3含有：和，氫氧化鉻沉淀加酸生成鉻離子，高錳酸鉀將鉻離子氧化為重鉻酸根，結晶得到重鉻酸鉀晶體。

（1）調節溶液PH=3.5，使鐵離子全部沉淀，濾渣1為，故答案為：；

（2）據金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH分析，又不引入新雜質可知還可以是，故答案為：A；

（3）若試劑X是足量氨水，與足量氨水的反應為：，加入會生成更難溶的，“沉鎳”的離子方程式為： ，故答案為：；

（4）依據溶度積常數計算F-離子濃度，，殘液中 ，則，依據國家排放標準要求氟離子濃度小于10mgL-1分析判斷，不符合國家標準，故答案為：不符合；

（5）①，根據方程式分析正極電極反應式為：，轉移2mol電子電極質量增加2g，故轉移0.6mol電子則正極增重0.6g；故答案為：0.6；

②根據圖像可知，陽極氫氧根放電生成氧氣，故電極反應式為： ；電解過程中pH太高鎳離子會沉淀，pH太低則陰極氫離子會放電生成氫氣，故需要控制溶液pH值為4左右，故答案為：；pH過高時會形成氫氧化物沉淀，pH過低時會有氫氣析出，降低鎳的回收率。