Question

【題目】不銹鋼表面用硝酸和氫氟酸的混酸處理后，產(chǎn)生的酸洗廢液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和+6價鉻的含氧酸根離子等．如圖是綜合利用該酸洗廢液的工藝流程：

已知：

①金屬離子開始沉淀和沉淀完全時的pH：

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

②Ni2+與足量氨水的反應為：Ni2++6NH3[Ni（NH3）6]2+

（1）再生酸中含有______，采取減壓蒸餾的原因是______（用化學方程式表示）．

（2）利用廢氧化鐵（主要成分為Fe2O3）代替燒堿調(diào)節(jié)pH的好處是______．

（3）請寫出“轉化”時NaHSO3與Cr2O72-發(fā)生反應的離子反應方程式：______．

（4）已知[Ni（NH3）6]2+為難電離的絡合離子，則“沉鎳”的離子方程式為：______．

（5）濾渣3的主要成分為Ca（OH）2和_________________________．

（6）經(jīng)檢測，最后的殘液中c（Ca2+）=0.004molL-1，則殘液中F-濃度為______mgL-1，[已知Ksp（CaF2）=4×10-11mol3L-3.

Answer 1

【答案】硝酸、氫氟酸 4HNO3== 4NO2+O2+2H2O 實現(xiàn)廢物利用，降低生產(chǎn)成本 Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O [Ni（NH3）6]2++S2-=NiS↓+6NH3 CaSO4 1.9

【解析】

酸洗廢液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和+6價鉻的含氧酸根離子等，加入濃硫酸減壓蒸餾減少硝酸分解，得到再生酸，在溶液中加入廢氧化鐵調(diào)節(jié)溶液pH=3.5，使鐵離子全部沉淀，過濾得到濾渣Ⅰ，濾液中加入NaHSO3與Cr2O72-發(fā)生反應生成鉻離子，加入足量氨水沉淀鉻離子形成氫氧化鉻沉淀，過濾后的濾液中加入Na2S沉淀鎳，過濾得到濾液中加入石灰漿沉淀得到濾渣3為CaF2、Ca（OH）2和CaSO4，

（1）分析可知再生酸是難揮發(fā)性的濃硫酸反應后生成易揮發(fā)性的硝酸和弱酸HF；

（2）廢物利用，提高經(jīng)濟效益；

（3）轉化時NaHSO3與Cr2O72-發(fā)生氧化還原，反應生成鉻離子=硫酸根離子和水；

（4）Ni2+與足量氨水的反應為：Ni2++6NH3[Ni（NH3）6]2+，加入Na2S會生成更難溶的NiS；

（5）分析可知濾渣3為生成的CaF2沉淀，微溶于水的氫氧化鈣和硫酸鈣；

（6）依據(jù)溶度積常數(shù)計算F-離子濃度，依據(jù)國家排放標準要求氟離子濃度小于10mgL-1分析判斷。

酸洗廢液中含有Fe3+、Ni2+、NO3-、F-和+6價鉻的含氧酸根離子等，加入濃硫酸減壓蒸餾減少硝酸分解，得到再生酸，在溶液中加入廢氧化鐵調(diào)節(jié)溶液pH=3.5，使鐵離子全部沉淀，過濾得到濾渣Ⅰ，濾液中加入NaHSO3與Cr2O72-發(fā)生反應生成鉻離子，加入足量氨水沉淀鉻離子形成氫氧化鉻沉淀，過濾后的濾液中加入Na2S沉淀鎳，過濾得到濾液中加入石灰漿沉淀得到濾渣3為CaF2、Ca（OH）2和CaSO4，

（1）分析可知再生酸是硝酸根離子和難揮發(fā)性的濃硫酸反應后生成易揮發(fā)性的硝酸，F-離子結合氫離子生成弱酸HF，再生酸為HNO3、HF，采取減壓蒸餾的原因是降低蒸餾的溫度以減少硝酸的分解；

（2）利用廢氧化鐵（主要成分為Fe2O3）代替燒堿調(diào)節(jié)pH的好處是廢物利用，提高經(jīng)濟效益，降低生產(chǎn)成本；

（3）轉化時NaHSO3與Cr2O72-發(fā)生氧化還原，反應生成鉻離子、硫酸根離子和水，反應的離子方程式為：Cr2O72-+3HSO3-+5H+=2Cr3++3SO42-+4H2O；

（4）Ni2+與足量氨水的反應為：Ni2++6NH3[Ni（NH3）6]2+，加入Na2S會生成更難溶的NiS，“沉鎳”的離子方程式為：[Ni（NH3）6]2++S2-=NiS↓+6NH3；

（5）分析可知濾渣3為生成的CaF2沉淀，微溶于水的氫氧化鈣和硫酸鈣，濾渣3的主要成分為CaF2、Ca（OH）2和CaSO4，故答案為：CaSO4；

（6）依據(jù)溶度積常數(shù)計算F-離子濃度，Ksp=c（Ca2+）[c（F-）]2=4×10-11 mol3L-3，殘液中c（Ca2+）=0.004molL-1，則c（F-）==1×10-4mol/L=1×10-4mol/L×19g/mol=0.0019g/L=1.9mg/L，依據(jù)國家排放標準要求氟離子濃度小于10mgL-1分析判斷1.9mg/L<10mgL-1，符合國家標準。