问题详情:
一种磁*材料的磨削废料(含镍质量分数约21%)主要成分是铁镍合金,还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的*氧化镍,工艺流程如下
回答下列问题:
(1)“*溶”时,溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成,废渣的主要成分是__________;金属镍溶解的离子方程式为__________________________________________。
(2)“除铁”时H2O2的作用是___________________,加入碳**的目的是__________________________________________。
(3)“除铜”时,反应的离子方程式为_____________________________________,若用Na2S代替H2S除铜,优点是__________。
(4)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行,NaF的实际用量不能过多的理由为_____________________。
(5)已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,该流程在“沉镍”过程中需调节溶液pH约为_______,Ni2+才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度≤10-5 mol/L;lg2=0.30)
【回答】
SiO2 5Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O 将亚铁离子氧化为铁离子 调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄*铁*渣 H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 无易挥发的有毒气体H2S逸出,可保护环境 过量的F-生成***会腐蚀陶瓷容器 9.15
【分析】
废料与稀硫*、稀***溶反应生成硫*亚铁、硫*镍。双氧水具有强氧化*,加入双氧水目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+,加入碳**调节pH,除掉铁离子,通入硫化*除掉铜离子,硫化*可与铜离子反应生成硫化铜,加入*化*,可生成*化钙、*化镁沉淀,最后调节pH生成*氧化镍沉淀。
【详解】
(1) SiO2不溶于硫*和**,故“*溶”时,废渣的主要成分是SiO2;金属镍溶解时被氧化为镍离子的同时**被还原产生氮气,反应的离子方程式为5Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O;
(2)双氧水具有强氧化*,加入双氧水目的是将Fe2+全部氧化为Fe3+;加入碳**的目的是调节溶液的pH,使Fe3+完全沉淀为黄*铁*渣;
(3)硫化*与铜离子反应生成硫化铜沉淀:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;Na2S与铜离子反应生成CuS沉淀,若用Na2S代替H2S除铜,则无易挥发的有毒气体H2S 逸出,可保护环境,除铜效果更好;
(4)*离子水解生成*化*,腐蚀陶瓷容器,故NaF的实际用量不能过多;
(5) Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)c2(OH-)=1.0×10-5mol/L×c2(OH-)= 2.0×10-15,则c(OH-)= ×10-5,c(H+)=,该流程在“沉镍”过程中,需调节溶液pH约为9.15时,Ni2+才刚好沉淀完全。
知识点:铁和铁的化合物
题型:综合题