某實驗室以含鎳廢料(主要成分為NiO，還含有少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)為原料製備Nix...

問題詳情：

某實驗室以含鎳廢料(主要成分為NiO，還含有少量 FeO、Fe2O3、CoO、BaO 和SiO2)為原料製備NixOy 和碳*鈷(CoCO3)的工藝流程如圖：

已知有關*氧化物開始沉澱和沉澱完全的 pH 如表：

請回答以下問題：

(1)“濾渣Ⅰ”主要成分為(填化學式)_____。

(2)“氧化”時(加入 NaClO3)的離子方程式為_____。

(3)加入 Na2CO3 來“調 pH”的目的是生成黃*鐵釩沉澱而除去鐵，也可通過加入MO(對應的金屬氧化物)來調節 pH 將鐵除去，則 pH 控制的範圍為_____。

(4)在實驗室萃取*作應該在_____中完成(填儀器名稱)，向水相中加入NaHCO3 時的離子方程式為_________。

(5)從 NiSO4 溶液獲得NiSO4·6H2O 晶體的*作依次是：_____，_________，過濾，洗滌，乾燥。“煅燒”時剩餘固體質量與温度變化曲線如圖，該曲線中 B 段所表示氧化物的名稱為_____。

【回答】

    (1). BaSO4和SiO2    (2).     (3). 3.7＜pH＜7.2    (4). 分液漏斗    (5).     (6). 蒸發濃縮    (7). 冷卻結晶    (8). 三氧化二鎳

【解析】

原料的成分含有NiO，FeO，Fe2O3，CoO，BaO和SiO2，最終要製備兩種產物，一種是鎳的氧化物，一種是CoCO3，所以FeO，，BaO和SiO2要在製備過程中逐步去除。第一步加*溶解原料，考慮到發生的反應，就可得知濾渣和濾液的成分。題幹中還提供了有關*氧化物開始沉澱和沉澱完全的pH的表格，經過分析可知，要想去除鐵元素，應當把鐵元素全都轉化為三價鐵再調節pH才能在不降低產品產量的同時除淨雜質鐵元素。最後根據失重曲線判斷物質的組成，可通過原子守恆進行計算，再進一步判斷即可。

【詳解】(1)原料的成分有NiO，FeO，Fe2O3，CoO，BaO和SiO2；加入硫**溶，SiO2不反應，所以會出現在濾渣中，BaO會最終變成BaSO4沉澱，所以也會出現在濾渣中；

(2)氧化步驟的目的是將二價鐵轉變成三價鐵，便於在後續步驟中沉澱法除去，所以離子方程式為；

(3)加入Na2CO3這一步是為了除去鐵，同時也要避免其他元素的損耗，所以選擇的pH區間為3.7~7.2；

(4)萃取最關鍵的儀器是分液漏斗；加入碳***後，產物之一是CoCO3沉澱，考慮到NaHCO3是過量的，所以最終的離子方程式為；

(5)由溶液獲取結晶的常規*作是：蒸發濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌乾燥；硫*鎳晶體的摩爾質量是263g/mol，所以26.3g即為0.1mol；280℃開始，固體的質量減少，這個時期是因為結晶水丟失導致的，所以A段對應的物質就是0.1mol的NiSO4；温度到600℃，固體的質量再次下降，得到最終的鎳的氧化物；根據原子守恆，8.3g氧化物中Ni的質量為5.9g，那麼O的質量為2.4g即0.15mol，所以固體氧化物中，所以固體氧化物即三氧化二鎳。

知識點：電離平衡 水解平衡

題型：綜合題