Question

【题目】NiCl2是化工合成中最重要的镍源，工业上以金属镍废料(含Fe、Ca、Mg等杂质)为原料生产NiCl2，继而生产Ni2O3的工艺流程如下：

流程中相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示：

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
开始沉淀的pH	1.1	6.5	7.1
沉淀完全的pH	3.2	9.7	9.2

（1）为了提高镍元素的浸出率，在“酸浸”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③_______________等。

（2）加入H2O2的目的是____________，所发生的离子方程式为____________________。

（3）“除铁”时，控制溶液pH的范围为_____________________。

（4）滤渣B的主要成分的化学式为___________________，滤液中的阳离子有________。

（5）“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为________________。

Answer 1

【答案】增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末或延长浸泡时间等) Fe2＋转化成Fe3＋ 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 3.2～7.1 MgF2、CaF2 NH4+、Na+ 2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O

【解析】

根据工艺流程分析可知，向金属镍废料中加入盐酸酸浸，形成Ni2+、Fe2+、Ca2+和Mg2+的溶液，再向溶液中加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+，加入Na2CO3溶液调节pH使得Fe3+沉淀，得到滤渣A为Fe(OH)3，再加入NH4F使得Mg2+和Ca2+沉淀，得到滤渣B为CaF2和MgF2，继续向滤液中加入Na2CO3沉镍，再加入盐酸溶解，向溶液中加入NaClO和NaOH氧化得到Ni2O3，据此分析解答问题。

(1)为了提高金属镍废料浸出的速率，还可以增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末或延长浸泡时间等)，故答案为：增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末或延长浸泡时间等)；

(2)根据上述分析，加入H2O2的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，根据氧化还原反应规律得出其离子反应方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，故答案为：Fe2+转化成Fe3+；2Fe2+＋H2O2＋2H+===2Fe3+＋2H2O；

(3)沉镍前要将Fe3+沉淀完全，而镍离子不能产生沉淀，根据表中所给信息可知，Fe3+完全沉淀的pH值为3.2，镍离子开始沉淀的pH值为7.1，所以溶液的pH值控制在3.2～7.1，故答案为：3.2～7.1；

(4)根据以上分析可知，滤渣B的主要成分的化学式为MgF2、CaF2，所得的滤液中主要含有NH4+和Na+，故答案为：MgF2、CaF2；NH4+、Na+；

(5)“氧化”过程发生的反应中，Cl元素由+1价降低到-1价，即反应生成NaCl，而Ni由+2价升高到+3价，生成Ni2O3，反应离子方程式为：2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O，故答案为：2Ni2＋＋ClO-＋4OH-===Ni2O3↓＋Cl-＋2H2O。