5山西省大同市2023年七年级新生学情监测化学

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22.(13分)硫酸镍是一种重要的化工中间体，是镍行业研究的热点。一种以石油化工中废镍催化剂（主要成分为NiCO3和SiO2,含少量F2O3、Cr2O3)为原料制备硫酸镍的工业流程如图所示：NH.CI-20%NaOH氨水NaOH溶液缓冲液H,$稀硝酸溶液H,s0,废镍酸溶生成系列操作催化剂Nis0,·7H,0滤渣I滤液I滤渣可滤液口⑤滤液Ⅲ已知：①NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均难溶于水，Cr(OH)3是两性氢氧化物。②Fe(OH)3不溶于NH,CI-氨水缓冲液，Ni(OH)2溶于NH,CI-氨水缓冲液生成[Ni(NH)6]+回答下列问题：(1)“酸溶”时为了提高浸取率，可采取的措施有(任写出一条)。(2)“滤渣I”的主要成分是(填化学式)。(3)“一次碱析”时，加入的NaOH溶液需过量，则含铬微粒发生反应的离子方程式为(4)“氨解”的目的为,“净化”时加入的H2S的目的是将镍元素转化为沉淀。(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为(6)“二次碱析”时，若要使溶液中的N+沉淀完全（离子浓度≤10-5mol·L1时，离子沉淀完全），则需维持c(OH)不小于（已知Ni(OH)2的K。=2X1015,2≈1.4）。冠【答案】(1)升高温度、将废镍催化剂粉碎、搅拌等（任写一条）(2)SiOz0T((3)Cr3++40H--CrOz+2H2O(4)除去Fe3+或除去Fe(OH)3NiS(5)3NiS+8H+2NO3-3Ni++2N0↑+3S↓+4H2O(6)1.4×10-5mol·L-1【解析】废镍催化剂（主要成分为NiCO和SiO2,含少量FO3、Cr2O3)为原料制备硫酸镍，加入20%的硫酸酸溶，NiCO,、Fe2O3、Cr2O3反应进入溶液中，SiO2不能反应，过滤，滤渣I为SiO2,滤液加入过量NaOH溶液进行一次碱析，滤液I含有CrO2,沉淀加入氯化铵-氨水缓冲液，由信息②可知滤渣Ⅱ为F(OH)3,过滤得到的滤液含有[Ni(NH3)6]+,“净化”时通入的H2S,可以将镍元素转化为NiS沉淀，加入硝酸氧化，可生成S和Ni+,加入氢氧化钠生成Ni(OH)2,过滤后加入硫酸可得到硫酸镍，经蒸发浓缩、冷却结晶得到硫酸镍晶体，以此解答该题。(1)“酸溶”时为了提高浸取率，可以先将废镍催化剂粉碎，以增大固体表面积，或进行搅拌，并在加热条件下使废镍催化剂与20%H2SO4充分反应等。(2)“滤渣I”主要成分为二氧化硅。(3)Cr(OH)3难溶于水，且是两性氢氧化物，可以与过量的NaOH溶液发生反应产生CrO2,则含铬微粒岩生反应的离子方程式为Cr3++4OH一CrO2+2H2O。(4)加入氯化铵和氨水缓冲液，Fe(OH)3不溶解，Ni(OH)2溶解，过滤，从而达到除去F3+的目的；“净化”时通入H2S的目的是将镍元素转化为NiS沉淀，对应的离子方程式为[Ni(NH3)6]2++H2S—NiS1十2NH十4NH3。(5)“氧化”时HNO,将NiS氧化为S单质，HNO被还原为NO,发生反应的离子方程式为3NiS+8H十2NO?一3Ni++2NO个十3S↓十4H2O,从而可除去硫，生成镍离子。(6)离子浓度≤1×105mol·L-1时，离子沉淀完全，已知Ni(OH)2的Kp=2×10-15,则c(OH)≥2X10-15/1X10-5mol.L1≈1.4×10-5molL-1.。79.