Question

【題目】某化學工廠產生的酸洗廢液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和Cr2O72-等離子。綜合利用該酸洗廢液的工藝流程如下：

已知：①Ni2+與足量氨水的反應為：Ni2+＋6NH3 [Ni(NH3)6]2+

②金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH表③Ksp(CaF2)=410-11

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

回答下列問題：

(1)再生酸中主要含有硝酸，采取減壓蒸餾的原因是_______________________

(2)渣1的主要成份為______(填化學式)

(3)轉化時發生反應的離子方程式______________________________

(4)用平衡移動的原理解釋沉鎳的原理_____________________________

(5)渣3的主要成分為氫氧化鈣和_______________ 、_________________(填化學式)

(6)國家排放標準要求c(F－)≤3.8 mgL-1。殘液中殘留的Ca2+濃度至少應為_____mgL-1

Answer 1

【答案】降低蒸餾溫度,以減少硝酸的分解 Fe(OH)3 5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O Ni3++6NH3 [Ni(NH3)6]，加入S2-與Ni3+結合生成沉淀，促使上述平衡逆向移動 CaSO4 CaF2 40

【解析】

酸洗廢液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和Cr2O72-，加入濃硫酸減壓蒸餾，可以使低沸點的酸硝酸揮發出來；Fe3+完全沉淀的PH為3.4，所以加入氧化鐵調節PH為3.5，可分離出Fe(OH)3；NaHSO3具有還原性，加入NaHSO3把具有氧化性的Cr2O72-還原為Cr3+；加入足量氨水Cr3+生成Cr(OH)3析出，Ni2+與足量氨水反應生成[Ni(NH3)6]2+，沉鎳是把[Ni(NH3)6]2+轉化為NiS沉淀；最后溶液中有大量F-，加入石灰漿可生成CaF2沉淀。

（1）HNO3易分解，采取減壓蒸餾的目的為降低蒸餾的溫度以減少硝酸的分解；

（2）Fe3+完全沉淀的pH為3.4，所以加入氧化鐵調節pH為3.5，析出的濾渣１的主要成份為Fe(OH)3；

（3） NaHSO3與Cr2O72-發生轉化時發生反應的離子方程式為3HSO3-+Cr2O72-+5H+= 2Cr3++ 3SO42-+4H2O；

（4）沉鎳時Ni3++6NH3=[Ni(NH3)6]，加入S2-與Ni3+結合生成沉淀，促使上述平衡逆向移動，[Ni(NH3)6]2+轉化為NiS沉淀，離子方程式為：[Ni(NH3)6]2＋+S2-=NiS↓＋6NH3；

（5）由于溶液含有F-，濾渣3的主要成分為CaSO4、Ca(OH)2和CaF2；

（6）已知Ksp(CaF2)=4×10-11，國家排放標準要求c(F－)≤3.8 mgL-1，即c(F－)≤mol/L，殘液中殘留的Ca2+濃度至少應為=10-3mol/L=10-3mol/L×40g/mol=40 mgL-1。