Question

【題目】利用某廢鎳催化劑（含NiCO3、Na2SiO3，少量Fe3O4、Cr2O3）制備NiSO4，流程如下：

(1)“酸溶”后，加入十六烷基三甲基氯化銨溶液出現(xiàn)大量白色沉淀，寫出“酸溶”時(shí)生成硅酸的離子方程式：_________________。

(2)“堿析”時(shí)，常溫下調(diào)pH=____時(shí)Fe3+恰好沉淀完全；工業(yè)上把pH調(diào)至10，此時(shí)沉淀物有Fe(OH)3和____，目的是_________。

(3)取300mL“除硅酸”后的溶液，加入雙氧水受熱th，得到關(guān)于沉淀率的關(guān)系圖如下。

①合適的工藝條件為____________；

②溫度不能太高的原因是____。

(4)“一次沉鎳”產(chǎn)物為NiS，稀硝酸與之反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為____。

Answer 1

【答案】 2H+ + SiO32- = H2SiO3(膠體) 3.2 Ni(OH)2 把Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO2-，除去鉻元素 70℃ 每300mL加入8mL雙氧水 70℃以后沉淀率增加不大，同時(shí)雙氧水分解速率加快，增加了成本 3NiS + 8HNO3 = 2NO↑ + 4H2O + 3Ni(NO3)2 + 3S↓

【解析】分析：廢鎳催化劑加入硫酸酸溶后碳酸鎳轉(zhuǎn)化為硫酸鎳，硅酸鈉轉(zhuǎn)化為硅酸，四氧化三鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵、硫酸亞鐵，Cr2O3轉(zhuǎn)化為硫酸鉻，加入雙氧水將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入氫氧化鈉沉淀鐵離子。根據(jù)已知信息可知加入氨水沉淀鉻離子，利用H2S沉淀鎳離子，利用硝酸的氧化性除去硫，然后再利用氫氧化鈉沉淀鎳離子，最后用硫酸溶解得到硫酸鎳，據(jù)此解答。

詳解：(1)“酸溶”后，加入十六烷基三甲基氯化銨溶液出現(xiàn)大量白色沉淀，這說(shuō)明“酸溶”時(shí)生成的是硅酸膠體，所以“酸溶”時(shí)生成硅酸的離子方程式為2H+ +SiO32-＝H2SiO3(膠體)。

(2)根據(jù)氫氧化鐵的溶度積常數(shù)可知鐵離子恰好沉淀時(shí)溶液中氫氧根的濃度是，則溶液的pH＝3.2；由于氫氧化鉻的性質(zhì)類似于氫氧化鋁，則當(dāng)氫氧化鈉過(guò)量時(shí)會(huì)生成NaCrO2，因此工業(yè)上把pH調(diào)至10，此時(shí)沉淀物有Fe(OH)3和Ni(OH)2，目的是把Cr3+轉(zhuǎn)化為CrO2-，除去鉻元素。

(3)①根據(jù)圖像可知溫度為70℃、加入8mL雙氧水時(shí)沉淀率高，因此合適的工藝條件為70℃、每300mL加入8mL雙氧水；

②由于70℃以后沉淀率增加不大，同時(shí)雙氧水分解速率加快，增加了成本，所以溫度不能太高。

(4)“一次沉鎳”產(chǎn)物為NiS，由于硝酸具有氧化性，則稀硝酸與之反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為3NiS+8HNO3＝2NO↑+4H2O+3Ni(NO3)2+3S↓。