Question

【題目】以某含鎳廢料（主要成分為NiO，還含有少量FeO、Fe2O3、CoO、SiO2）為原料制備NixOy和碳酸鈷的工藝流程如下：

（1）“酸溶”時需將含鎳廢料粉碎，目的是_________________________________；“濾渣Ⅰ”主要成分為____________________（填化學式）。

（2）“氧化”中添加NaClO3的作用是_______________________，為證明添加NaClO3已足量，可用_______________（寫化學式）溶液進行檢驗。

（3）“調pH”過程中生成黃鈉鐵釩沉淀，其離子方程式為__________________。

（4）“沉鈷”過程的離子方程式________________________。若“沉鈷”開始時c（Co2+）=0.10 mol/L，則控制pH≤_____________時不會產生Co(OH)2沉淀。（已知Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15，lg2=0.3）

（5）從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是：加熱濃縮溶液至有晶膜出現，______________，過濾，洗滌，干燥。“煅燒”時剩余固體質量與溫度變化曲線如圖，該曲線中B段所表示氧化物的化學式為__________________。

Answer 1

【答案】提高浸出率或提高浸出速率（或其他合理答案） SiO2 Fe2＋氧化為Fe3＋ K3[Fe(CN)6] 3Fe3＋＋Na＋＋2SO42－＋3H2O＋3CO32－=NaFe3(SO4)3(OH)6↓＋3CO2↑ Co2＋＋2HCO3－=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O 7.3 降溫結晶（或冷卻結晶） Ni2O3

【解析】

金屬鎳廢料（除含 NiO 外，還含有少量 FeO、Fe2O3、CoO等）加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2＋、Cl－，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Co2+等，加入NaClO3氧化亞鐵離子為鐵離子，加入碳酸鈉溶液調節溶液的pH，使鋁離子、鐵離子全部沉淀，過濾后的濾液中再加入碳酸鈉沉淀鎳離子得黃鈉鐵礬渣，濾液中加入萃取劑得到沉鈷和有機層，沉鈷中加入NaHCO3溶液得碳酸鈷；有機層處理后生成NiSO4溶液，蒸發濃縮、冷卻結晶、得NiSO4·6H2O晶體，灼燒得NixOy

（1）“酸溶”時需將含鎳廢料粉碎，目的是提高浸出率或提高浸出速率（或其他合理答案）；

“濾渣Ⅰ”主要成分為SiO2（填化學式）。

（2）"氧化"中添加NaClO3的作用是將Fe2＋氧化為Fe3＋便于除去，為證明添加NaClO3已足量，實際是檢驗是否含有Fe2＋，可用K3[Fe(CN)6]溶液進行檢驗。

（3）“調pH”過程中生成黃鈉鐵釩沉淀，其離子方程式為3Fe3＋＋Na＋＋2SO42－＋3H2O＋3CO32－=NaFe3(SO4)3(OH)6↓＋3CO2↑。

（4）“沉鈷”過程的離子方程式Co2＋＋2HCO3－=CoCO3↓＋CO2↑＋H2O。

若“沉鈷”開始時c（Co2+）=0.10 mol/L，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15=c（Co2+）c2（OH-）=0.10×c2（OH-）,c（OH-）=2×10-7，c（H+）=，pH=-lg=7+lg2=7.3，則控制pH≤7.3時不會產生Co(OH)2沉淀。（已知Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15，lg2=0.3）；

（5）從NiSO4溶液獲得NiSO4·6H2O晶體的操作依次是：加熱濃縮溶液至有晶膜出現，降溫結晶（或冷卻結晶），過濾，洗滌，干燥。

“煅燒”時剩余固體質量與溫度變化曲線如圖，從26.3gNiSO4·6H2O失水變成15.5g，n(NiSO4·6H2O):n(H2O)= ，26.3gNiSO4·6H2O中n(Ni)= =0.10mol，8.3g中n(Ni):n(O)=0.1mol: =2:3，該曲線中B段所表示氧化物的化學式為Ni2O3。