某含鎳(Ni)廢催化劑中主要含有Ni,還含有Al、Al2O3、Fe及其他不溶于酸、堿的雜質(zhì)?,F(xiàn)用含鎳廢催化劑制備NiSO4?7H2O,其流程圖如圖1。
部分金屬化合物的Ksp近似值如表所示:
化學式 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Ni(OH)2 | NiCO3 |
Ksp近似值 | 1.0×10-17 | 1.0×10-38 | 1.0×10-34 | 1.0×10-15 | 1.0×10-5 |
(1)“堿浸”時發(fā)生反應的離子方程式為
Al2O3+2OH-═2+H2O
A
l
O
-
2
Al2O3+2OH-═2+H2O
,A
l
O
-
2
2Al+2OH-+2H2O═2+3H2↑
A
l
O
-
2
2Al+2OH-+2H2O═2+3H2↑
。A
l
O
-
2
(2)“酸浸”所使用的酸為
H2SO4
H2SO4
。(3)“凈化除雜”時需加入H2O2溶液,其作用是
將Fe2+氧化為Fe3+
將Fe2+氧化為Fe3+
,然后調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀(鐵元素對應離子濃度為1.0×10-5mol?L-1),此時溶液的pH為 3
3
。(填計算所得數(shù)值)(4)“操作A”為
冷卻結晶
冷卻結晶
、過濾、洗滌、干燥,即得產(chǎn)品。(5)析出NiSO4?7H2O后的溶液中含有一定濃度的Ni2+,為避免鎳的損失及其對環(huán)境造成的影響,可向析出NiSO4?7H2O后的溶液中加入Na2CO3固體將Ni2+轉(zhuǎn)化為NiCO3沉淀。若c(Ni2+)=1.0mol?L-1,欲使1L溶液中的Ni2+沉淀完全,則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為
212
212
g。(忽略溶液體積變化)(6)保持其他條件不變,在不同溫度下對含鎳廢催化劑進行酸浸,鎳浸出率隨時間變化如圖2。酸浸的最佳溫度和時間分別為
70
70
℃、120
120
min。【答案】Al2O3+2OH-═2+H2O;2Al+2OH-+2H2O═2+3H2↑;H2SO4;將Fe2+氧化為Fe3+;3;冷卻結晶;212;70;120
A
l
O
-
2
A
l
O
-
2
【解答】
【點評】
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(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有
(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是
(3)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是
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(1)焙燒時產(chǎn)生的主要有害氣體是
(2)若在空氣中“酸浸”時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是:
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則A的操作是發(fā)布:2025/1/19 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1