一種磁*材料的磨削廢料（含鎳質量分數約21%）主要成分是鐵鎳合金，還含有銅、鈣、鎂、硅的氧化物。由該廢料製備純...

問題詳情：

一種磁*材料的磨削廢料（含鎳質量分數約21%）主要成分是鐵鎳合金，還含有銅、鈣、鎂、硅的氧化物。由該廢料製備純度較高的*氧化鎳，工藝流程如下

回答下列問題：

（1）“*溶”時，溶液中有Fe3＋、Fe2＋、Ni2＋等生成，廢渣的主要成分是__________；金屬鎳溶解的離子方程式為__________________________________________。

（2）“除鐵”時H2O2的作用是___________________，加入碳**的目的是__________________________________________。

（3）“除銅”時，反應的離子方程式為_____________________________________，若用Na2S代替H2S除銅，優點是__________。

（4）已知除鈣鎂過程在陶瓷容器中進行，NaF的實際用量不能過多的理由為_____________________。

（5）已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10－15，該流程在“沉鎳”過程中需調節溶液pH約為_______，Ni2＋才剛好沉澱完全（離子沉澱完全的濃度≤10－5 mol/L；lg2=0.30）

【回答】

SiO2    5Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O    將亞鐵離子氧化為鐵離子    調節溶液的pH，使Fe3+完全沉澱為黃*鐵*渣    H2S+Cu2+=CuS↓+2H+    無易揮發的有毒氣體H2S逸出，可保護環境    過量的F-生成***會腐蝕陶瓷容器    9.15   

【分析】

廢料與稀硫*、稀***溶反應生成硫*亞鐵、硫*鎳。雙氧水具有強氧化*，加入雙氧水目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+，加入碳**調節pH，除掉鐵離子，通入硫化*除掉銅離子，硫化*可與銅離子反應生成硫化銅，加入*化*，可生成*化鈣、*化鎂沉澱，最後調節pH生成*氧化鎳沉澱。

【詳解】

(1) SiO2不溶於硫*和**，故“*溶”時，廢渣的主要成分是SiO2；金屬鎳溶解時被氧化為鎳離子的同時**被還原產生氮氣，反應的離子方程式為5Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O；

（2）雙氧水具有強氧化*，加入雙氧水目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+；加入碳**的目的是調節溶液的pH，使Fe3+完全沉澱為黃*鐵*渣；

（3）硫化*與銅離子反應生成硫化銅沉澱：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+；Na2S與銅離子反應生成CuS沉澱，若用Na2S代替H2S除銅，則無易揮發的有毒氣體H2S 逸出，可保護環境，除銅效果更好；

(4)*離子水解生成*化*，腐蝕陶瓷容器，故NaF的實際用量不能過多；

(5) Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)c2(OH-)=1.0×10-5mol/L×c2(OH-)= 2.0×10-15，則c(OH-)= ×10-5，c(H+)=，該流程在“沉鎳”過程中，需調節溶液pH約為9.15時，Ni2+才剛好沉澱完全。

知識點：鐵和鐵的化合物

題型：綜合題