Question

我國的鎳資源比較貧乏，但還有大量的鎳以廢物的形式排放掉，既浪費了資源，有嚴重污染了環(huán)境．現(xiàn)以合成丁辛醇的鎳觸媒廢料生成NiSO₄，以達到資源回收利用．鎳觸媒廢料主要含有Ni-Al合金、NiAl₃、Ni₂Al₃和Al的混合物以及少量有機物等．

請回答下列問題：
（1）第②步焙燒的目的是

 

（2）在酸浸過程中，加入酸的量與浸出率的關系如下表所示，綜合考慮各方面的因素，最佳的H₂SO₄用量為

 

mL．

原料用量② m/g	水用量 V（H2O）/ml	硫酸用量 V（H2SO4）/ml	浸出量 m（Ni）/g	浸出率 E（Ni）/%
100	200	10	11.40	87.69
100	200	20	11.60	89.23
100	200	50	11.65	89.62
100	200	100	11.66	89.69
100	200	150	11.68	89.85

（3）除鐵過程中先加入H₂O₂，再加入Na₂CO₃調(diào)節(jié)pH至4.0，其目的是

 

（4）除鋁過程中，先將pH調(diào)至11，然后過濾，從濾液中回收鋁的離子方程式為

 

（5）第⑨步中使用的儀器有

 

（6）取原料（廢鎳觸媒）100g，含Ni 13.0%，最終得到產(chǎn)品NiSO₄?7H₂O，56.2g，試計算鎳的回收率為

 

．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應用

專題：實驗設計題

分析：（1）依據(jù)題目可以看出，含有有機物，所以焙燒的目的是為了除去有機物；
（2）在酸浸過程中，加入酸的量與浸出率的關系，綜合考慮原料用量以及浸出率關系，開始隨著硫酸量的增加，浸出率增加，但到50ml后增加不明顯，故選用50ml比較合適；
（3）加入H₂O₂為氧化劑，碳酸鈉為堿性，很明顯是先氧化再沉淀，除鐵過程中先加入H₂O₂，再加入Na₂CO₃調(diào)節(jié)pH至4.0，其目的是將二價鐵氧化為三價鐵，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾除去；
（4）現(xiàn)將PH調(diào)至11，堿性條件下，鋁轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，然后回收可將AlO₂^-轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，除鋁過程中，先將pH調(diào)至11；
（5）依據(jù)蒸發(fā)結(jié)晶的實驗過程分析需要的儀器；
（6）56.2gNiSO₄?7H₂O中含Ni為56.2×

59

281

=11.8g；回收率為

11.8

100×13.0%

×100%=90.8%；

解答： 解：（1）依據(jù)題目可以看出，含有有機物，所以焙燒的目的是為了除去有機物；
故答案為：除去鎳觸媒中的有機物；
（2）綜合考慮原料用量以及浸出率關系，開始隨著硫酸量的增加，浸出率增加，但到50ml后增加不明顯，故選用50ml比較合適；
故答案為：50；
（3）除鐵過程中先加入H₂O₂，再加入Na₂CO₃調(diào)節(jié)pH至4.0，加入H₂O₂為氧化劑，碳酸鈉為堿性，很明顯是先氧化再沉淀，除鐵過程中先加入H₂O₂，再加入Na₂CO₃調(diào)節(jié)pH至4.0，其目的是將二價鐵氧化為三價鐵，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾除去；
故答案為：將二價鐵氧化為三價鐵，轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，過濾除去；
（4）現(xiàn)將PH調(diào)至11，堿性條件下，鋁轉(zhuǎn)化為AlO₂^-，然后回收可將AlO₂^-轉(zhuǎn)化為Al（OH）₃，除鋁過程中，先將pH調(diào)至11，然后過濾，從濾液中回收鋁的離子方程式為：AlO₂^-+CO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
故答案為：AlO₂^-+CO₂+H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）依據(jù)蒸發(fā)結(jié)晶的實驗過程分析需要的儀器，蒸發(fā)溶液需要蒸發(fā)皿、玻璃棒、鐵架臺、酒精燈；
故答案為：蒸發(fā)皿、玻璃棒、鐵架臺、酒精燈；
（6）56.2gNiSO₄?7H₂O中含Ni為56.2×

59

281

=11.8g；回收率為

11.8

100×13.0%

×100%=90.8%；
故答案為：90.8%；

點評：本題以工藝流程為基礎，考查了工藝流程解題思路和基本方法，實驗基本操作，元素化合物性質(zhì)，化學競賽等相關知識，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．