鎳氫催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe、Ca及其氧化物,還有少量SiO2等雜質(zhì)。采用如圖工藝流程分別回收其中各組分并制備硫酸鎳晶體(NiSO4?6H2O):
溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金屬離子 |
Ni2+ |
Al3+ |
Fe3+ |
Fe2+ |
開始沉淀時(c=0.01mol?L-1)的pH 沉淀完全時(c=1.0×10-5mol?L-1)的pH |
7.2 8.7 |
3.7 4.7 |
2.2 3.2 |
7.5 9.0 |
回答下列問題:
(1)“堿浸”中除去金屬鋁和SiO
2反應的離子方程式分別為
、
。
(2)“轉(zhuǎn)化”過程中H
2O
2的作用是
氧化亞鐵離子為鐵離子,使后面除去鐵離子時不會使Ni2+離子沉淀
氧化亞鐵離子為鐵離子,使后面除去鐵離子時不會使Ni2+離子沉淀
?!稗D(zhuǎn)化”過程溫度不宜過高,可能的原因是
過氧化氫受熱易分解
過氧化氫受熱易分解
。
(3)“調(diào)pH”過程中應調(diào)控pH的范圍是
3.2~7.2
3.2~7.2
。在實際操作中,pH未調(diào)節(jié)到2.2就出現(xiàn)了沉淀,原因是可能是轉(zhuǎn)化后溶液中待沉淀離子的濃度
>
>
0.01mol?L
-1(填“>”、“=”或“<”)。
(4)濾渣④的成分是CaF
2。若濾液③的pH過低會導致沉淀率下降,原因是
pH過低,F(xiàn)-離子和H+離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF,c(F-)離子濃度降低,沉淀率下降
pH過低,F(xiàn)-離子和H+離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF,c(F-)離子濃度降低,沉淀率下降
。
(5)有機萃取劑RH的萃取原理為:X
2+(水相)+2RH(有機相)?XR
2(有機相)+2H
+(水相),從濾液④得到硫酸鎳晶體可以通過“萃取”和“反萃取”的過程,如圖所示,則試劑X是
硫酸溶液
硫酸溶液
。
【答案】2Al+2OH
-+2H
2O=2
+3H
2↑;SiO
2+2OH
-=
+H
2O;氧化亞鐵離子為鐵離子,使后面除去鐵離子時不會使Ni
2+離子沉淀;過氧化氫受熱易分解;3.2~7.2;>;pH過低,F(xiàn)
-離子和H
+離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF,c(F
-)離子濃度降低,沉淀率下降;硫酸溶液