Question

【題目】NiOOH難溶于水，常作電池的正極材料。利用某含鎳廢料（主要成分為NiO，另含有SiO2、Fe2O3、CuO三種雜質(zhì)）制備NiOOH的工業(yè)流程如圖。

已知：

	Fe(OH)3	Cu(OH)2	Ni(OH)2
開(kāi)始沉淀的pH	1.5	4.4	6.7
沉淀完全的pH	3.7	6.9	9.2

(1)提高酸浸速度的方法為_______________________、_____________________(任寫(xiě)2條)

(2)濾渣Ⅰ的成分為__________；若濾渣Ⅱ?yàn)?/span>Fe(OH)3，則“調(diào)pH”的范圍為_____________.

(3)沉銅時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______________________________________________。

(4)電解過(guò)程是控制在堿性條件下陽(yáng)極產(chǎn)生ClO-，并用ClO-將Ni2+氧化的過(guò)程。請(qǐng)寫(xiě)出氧化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式____________________________________________________。

Answer 1

【答案】適當(dāng)提高硫酸的濃度 加熱(或攪拌、粉碎含鎳廢料等)(合理即可) SiO2 3.7≤pH＜4.4 H2S + Cu2+ = CuS↓ + 2H+ ClO- + 2Ni2+ +4OH- =2NiOOH +Cl- +H2O

【解析】

含鎳廢料(主要成分為NiO，另含有SiO2、Fe2O3、CuO三種雜質(zhì))，用硫酸酸浸，過(guò)濾得到含有Ni2+、Fe3+、Cu2+、H+和SO42-的濾液I，濾渣I為SiO2，根據(jù)Ni2+、Fe3+、Cu2+沉淀的pH可知，調(diào)節(jié)濾液I的pH為3.7≤pH＜4.4，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀而過(guò)濾除去，濾渣II為Fe(OH)3沉淀，繼續(xù)在濾液II中通入H2S，使Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀而過(guò)濾除去，濾渣III為CuS沉淀，濾液III中含有Ni2+，在濾液III中加入NaCl，電解得到NiOOH，據(jù)此分析解答。

(1)提高酸浸速度的方法為適當(dāng)提高硫酸的濃度、加熱、攪拌或粉碎含鎳廢料等；故答案為：適當(dāng)提高硫酸的濃度；加熱(或攪拌、粉碎含鎳廢料等)(合理即可)；

(2)含鎳廢料(主要成分為NiO，另含有SiO2、Fe2O3、CuO三種雜質(zhì))，用硫酸酸浸，只有SiO2不與硫酸反應(yīng)，則濾渣I為SiO2；根據(jù)Ni2+、Fe3+、Cu2+沉淀的pH可知，若濾渣Ⅱ為Fe(OH)3，則“調(diào)pH”的范圍為3.7≤pH＜4.4，故答案為：SiO2；3.7≤pH＜4.4；

(3)通入H2S，使Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀而過(guò)濾除去，故沉銅時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H2S + Cu2+= CuS↓ + 2H+，故答案為：H2S + Cu2+ = CuS↓ + 2H+；

(4)電解過(guò)程是控制在堿性條件下，陽(yáng)極產(chǎn)生ClO-，并用ClO-將Ni2+氧化的過(guò)程，ClO-得電子被還原為Cl-，Ni2+失電子被氧化為NiOOH，則該氧化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為ClO- + 2Ni2+ +4OH- =2NiOOH +Cl- +H2O，故答案為：ClO- + 2Ni2+ +4OH- =2NiOOH +Cl- +H2O。