一種磁*材料的磨削廢料(含鎳質量分數約21%)主要成分是鐵鎳合金,還含有銅、鈣、鎂、矽的氧化物。由該廢料製備純...
問題詳情:
一種磁*材料的磨削廢料(含鎳質量分數約21%)主要成分是鐵鎳合金,還含有銅、鈣、鎂、矽的氧化物。由該廢料製備純度較高的*氧化鎳,工藝流程如下
回答下列問題:
(1)“*溶”時,溶液中有Fe3+、Fe2+、Ni2+等生成,廢渣的主要成分是__________;金屬鎳溶解的離子方程式為__________________________________________。
(2)“除鐵”時H2O2的作用是___________________,加入碳**的目的是__________________________________________。
(3)“除銅”時,反應的離子方程式為_____________________________________,若用Na2S代替H2S除銅,優點是__________。
(4)已知除鈣鎂過程在陶瓷容器中進行,NaF的實際用量不能過多的理由為_____________________。
(5)已知常溫下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,該流程在“沉鎳”過程中需調節溶液pH約為_______,Ni2+才剛好沉澱完全(離子沉澱完全的濃度≤10-5 mol/L;lg2=0.30)
【回答】
SiO2 5Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O 將亞鐵離子氧化為鐵離子 調節溶液的pH,使Fe3+完全沉澱為黃*鐵*渣 H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 無易揮發的有毒氣體H2S逸出,可保護環境 過量的F-生成***會腐蝕陶瓷容器 9.15
【分析】
廢料與稀硫*、稀***溶反應生成硫*亞鐵、硫*鎳。雙氧水具有強氧化*,加入雙氧水目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+,加入碳**調節pH,除掉鐵離子,通入硫化*除掉銅離子,硫化*可與銅離子反應生成硫化銅,加入*化*,可生成*化鈣、*化鎂沉澱,最後調節pH生成*氧化鎳沉澱。
【詳解】
(1) SiO2不溶於硫*和**,故“*溶”時,廢渣的主要成分是SiO2;金屬鎳溶解時被氧化為鎳離子的同時**被還原產生氮氣,反應的離子方程式為5Ni+12H++2NO3-= 5Ni2++N2↑+6H2O;
(2)雙氧水具有強氧化*,加入雙氧水目的是將Fe2+全部氧化為Fe3+;加入碳**的目的是調節溶液的pH,使Fe3+完全沉澱為黃*鐵*渣;
(3)硫化*與銅離子反應生成硫化銅沉澱:H2S+Cu2+=CuS↓+2H+;Na2S與銅離子反應生成CuS沉澱,若用Na2S代替H2S除銅,則無易揮發的有毒氣體H2S 逸出,可保護環境,除銅效果更好;
(4)*離子水解生成*化*,腐蝕陶瓷容器,故NaF的實際用量不能過多;
(5) Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)c2(OH-)=1.0×10-5mol/L×c2(OH-)= 2.0×10-15,則c(OH-)= ×10-5,c(H+)=,該流程在“沉鎳”過程中,需調節溶液pH約為9.15時,Ni2+才剛好沉澱完全。
知識點:鐵和鐵的化合物
題型:綜合題
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