Question

【題目】NiCl2是化工合成中最重要的鎳源，工業上以金屬鎳廢料(含Fe、Ca、Mg等雜質)為原料生產NiCl2，繼而生產Ni2O3的工藝流程如下：

流程中相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示：

氫氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
開始沉淀的pH	1.1	6.5	7.1
沉淀完全的pH	3.2	9.7	9.2

（1）為了提高鎳元素的浸出率，在“酸浸”時可采取的措施有：①適當升高溫度；②攪拌；③_______________等。

（2）加入H2O2的目的是____________，所發生的離子方程式為____________________。

（3）“除鐵”時，控制溶液pH的范圍為_____________________。

（4）濾渣B的主要成分的化學式為___________________，濾液中的陽離子有________。

（5）“氧化”生成Ni2O3的離子方程式為________________。

Answer 1

【答案】增大鹽酸的濃度(或將鎳廢料研成粉末或延長浸泡時間等) Fe2＋轉化成Fe3＋ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 3.2～7.1 MgF2、CaF2 NH4+、Na+ 2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O

【解析】

根據工藝流程分析可知，向金屬鎳廢料中加入鹽酸酸浸，形成Ni2+、Fe2+、Ca2+和Mg2+的溶液，再向溶液中加入H2O2將Fe2+氧化成Fe3+，加入Na2CO3溶液調節pH使得Fe3+沉淀，得到濾渣A為Fe(OH)3，再加入NH4F使得Mg2+和Ca2+沉淀，得到濾渣B為CaF2和MgF2，繼續向濾液中加入Na2CO3沉鎳，再加入鹽酸溶解，向溶液中加入NaClO和NaOH氧化得到Ni2O3，據此分析解答問題。

(1)為了提高金屬鎳廢料浸出的速率，還可以增大鹽酸的濃度(或將鎳廢料研成粉末或延長浸泡時間等)，故答案為：增大鹽酸的濃度(或將鎳廢料研成粉末或延長浸泡時間等)；

(2)根據上述分析，加入H2O2的目的是將Fe2+氧化成Fe3+，根據氧化還原反應規律得出其離子反應方程式為2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，故答案為：Fe2+轉化成Fe3+；2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O；

(3)沉鎳前要將Fe3+沉淀完全，而鎳離子不能產生沉淀，根據表中所給信息可知，Fe3+完全沉淀的pH值為3.2，鎳離子開始沉淀的pH值為7.1，所以溶液的pH值控制在3.2～7.1，故答案為：3.2～7.1；

(4)根據以上分析可知，濾渣B的主要成分的化學式為MgF2、CaF2，所得的濾液中主要含有NH4+和Na+，故答案為：MgF2、CaF2；NH4+、Na+；

(5)“氧化”過程發生的反應中，Cl元素由+1價降低到-1價，即反應生成NaCl，而Ni由+2價升高到+3價，生成Ni2O3，反應離子方程式為：2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O，故答案為：2Ni2＋＋ClO-＋4OH-===Ni2O3↓＋Cl-＋2H2O。