Question

【题目】某化学工厂产生的酸洗废液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和Cr2O72-等离子。综合利用该酸洗废液的工艺流程如下：

已知：①Ni2+与足量氨水的反应为：Ni2+＋6NH3 [Ni(NH3)6]2+

②金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH表③Ksp(CaF2)=410-11

	Fe3+	Ni2+	Cr3+
开始沉淀	1.5	6.7	4.0
沉淀完全	3.4	9.5	6.9

回答下列问题：

(1)再生酸中主要含有硝酸，采取减压蒸馏的原因是_______________________

(2)渣1的主要成份为______(填化学式)

(3)转化时发生反应的离子方程式______________________________

(4)用平衡移动的原理解释沉镍的原理_____________________________

(5)渣3的主要成分为氢氧化钙和_______________ 、_________________(填化学式)

(6)国家排放标准要求c(F－)≤3.8 mgL-1。残液中残留的Ca2+浓度至少应为_____mgL-1

Answer 1

【答案】降低蒸馏温度,以减少硝酸的分解 Fe(OH)3 5H++Cr2O72﹣+3HSO3﹣=2Cr3++3SO42﹣+4H2O Ni3++6NH3 [Ni(NH3)6]，加入S2-与Ni3+结合生成沉淀，促使上述平衡逆向移动 CaSO4 CaF2 40

【解析】

酸洗废液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和Cr2O72-，加入浓硫酸减压蒸馏，可以使低沸点的酸硝酸挥发出来；Fe3+完全沉淀的PH为3.4，所以加入氧化铁调节PH为3.5，可分离出Fe(OH)3；NaHSO3具有还原性，加入NaHSO3把具有氧化性的Cr2O72-还原为Cr3+；加入足量氨水Cr3+生成Cr(OH)3析出，Ni2+与足量氨水反应生成[Ni(NH3)6]2+，沉镍是把[Ni(NH3)6]2+转化为NiS沉淀；最后溶液中有大量F-，加入石灰浆可生成CaF2沉淀。

（1）HNO3易分解，采取减压蒸馏的目的为降低蒸馏的温度以减少硝酸的分解；

（2）Fe3+完全沉淀的pH为3.4，所以加入氧化铁调节pH为3.5，析出的滤渣１的主要成份为Fe(OH)3；

（3） NaHSO3与Cr2O72-发生转化时发生反应的离子方程式为3HSO3-+Cr2O72-+5H+= 2Cr3++ 3SO42-+4H2O；

（4）沉镍时Ni3++6NH3=[Ni(NH3)6]，加入S2-与Ni3+结合生成沉淀，促使上述平衡逆向移动，[Ni(NH3)6]2+转化为NiS沉淀，离子方程式为：[Ni(NH3)6]2＋+S2-=NiS↓＋6NH3；

（5）由于溶液含有F-，滤渣3的主要成分为CaSO4、Ca(OH)2和CaF2；

（6）已知Ksp(CaF2)=4×10-11，国家排放标准要求c(F－)≤3.8 mgL-1，即c(F－)≤mol/L，残液中残留的Ca2+浓度至少应为=10-3mol/L=10-3mol/L×40g/mol=40 mgL-1。