Question

【题目】NiCl2是化工合成中最重要的镍源，在实验室中模拟工业上利用金属镍废料（含镍、铁、铝）生产氯化镍晶体(NiCl2·6H2O)流程如下：

下表列出了相关金属离子生产氢氧化物沉淀的pH：

氢氧化物	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Ni(OH)2	Al(OH)3
开始沉淀的pH	7.6	2.7	7.1	3.7
沉淀完全的pH	9.6	3.7	9.2	4.7

回答下列问题：

(1)加入H2O2氧化时发生反应的离子方程式为______，调pH的范围为_______，若调pH=6，则溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=________。（已知Ksp[Al(OH)3]=1×10-34，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38）

(2)滤液A的溶质主要是_______。

(3)操作①的实验方法依次是_________、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

Answer 1

【答案】2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1 10000：1 NaCl和Na2CO3 蒸发浓缩

【解析】

利用金属镍废料(含镍、铁、铝)生产氯化镍晶体(NiCl26H2O)，由流程可知，加盐酸酸浸后的酸性溶液中主要含有Ni2+、Cl-，还含有少量Fe2+、Al3+，加入过氧化氢，氧化Fe2+为Fe3+，加入Na2CO3溶液调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+全部沉淀，滤渣A为Fe(OH)3和Al(OH)3，再向滤液中加入Na2CO3溶液可以沉淀Ni2+得NiCO3，滤液A含NaCl和Na2CO3，将NiCO3再溶于盐酸，得NiCl2溶液，操作①为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，操作②为重结晶，将得到的氯化镍晶体重新溶解，再进行结晶，从而得到NiCl26H2O，以此来解答。

(1) H2O2具有强的氧化性，加入H2O2氧化，可将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，该反应离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；第一次加入Na2CO3溶液调pH的目的是将Fe3+和Al3+都转化为金属氢氧化物，形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀除去，而Ni2+不能沉淀，结合表中数据可知pH的范围是4.7≤pH<7.1；当溶液的pH=6时，Fe(OH)3和Al(OH)3都沉淀完全，由于二者的化合物构型相同，所以溶液中c(Al3+)：c(Fe3+)=Ksp[Al(OH)3]：Ksp[Fe(OH)3]=( 1×10-34)：(1×10-38)=10000：1；

(2)第二次加Na2CO3沉镍，过滤，得到滤液A的溶质主要是NaCl和Na2CO3；

(3)操作①的实验方法是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。