Question

【題目】一種磁性材料的磨削廢料(含鎳質量分數約21%) 主要成分是鐵鎳合金，還含有銅、鈣、鎂、硅的氧化物。由該廢料制各純度較高的氫氧化鎳，工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）合金中的鎳難溶于稀硫酸，“酸溶”時除了加入稀硫酸，還要邊攪拌邊緩慢加入稀硝酸，反應有N2生成．寫出金屬鎳溶解的離子方程式________________________________________。

（2）“除鐵”時H2O2的作用是____________，為了證明添加的H2O2已足量，應選擇的試劑是_____________（用化學式表示）溶液。黃鈉鐵礬[NaFe3(SO4)2(OH)6]具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點，此步驟加入碳酸鈉的目的是_________________________。

（3）“除銅”時，反應的離子方程式為_________________________，若用Na2S代替H2S除銅，優點是_________________________。

（4）已知除雜過程在陶瓷容器中進行，NaF的實際用量為理論用量的1.1倍，用量不宜過大的原因是_________________________。

（5）已知常溫下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15，該流程中Ni(OH)2 生成時，調節pH 約為________Ni2+剛好沉淀完全（離子濃度小于1×10-5mol·L-1時，認為該離子沉淀完全： lg2=0.30）。

Answer 1

【答案】 5Ni+12H++2NO3-=5Ni2++N2↑+6H2O 將亞鐵離子氧化為鐵離子 K3[Fe(CN)6] 提高溶液的堿性，使黃鈉鐵礬形成析出 H2S+Cu2+=CuS↓+2H+ 無易揮發的有毒氣體硫化氫污染環境 過量的F離子生成氫氟酸會腐蝕陶瓷容器 9.1或9.2（或9.1~9.2之間）

【解析】（1）鎳在非氧化性酸中不溶，在氧化性酸（如硝酸）能夠把金屬鎳溶解，反應的離子方程式為：5Ni+12H++2NO3-=5Ni2++N2↑+6H2O；正確答案：5Ni+12H++2NO3-=5Ni2++N2↑+6H2O。

（2）利用雙氧水的氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子；H2O2已足量時，溶液中沒有亞鐵離子了，加入K3[Fe(CN)6]溶液，沒有藍色沉淀，證明H2O2過量；碳酸鈉溶液水解顯堿性，加入碳酸鈉的目的提高溶液的堿性，使黃鈉鐵礬形成析出；正確答案：將亞鐵離子氧化為鐵離子 ； K3[Fe(CN)6] ； 提高溶液的堿性，使黃鈉鐵礬形成析出。

（3）“除銅”時，銅離子與硫化氫反應生成硫化銅沉淀，反應的離子方程式為H2S+Cu2+=CuS↓+2H+；若用Na2S代替H2S除銅，優點是無易揮發的有毒氣體硫化氫污染環境；正確答案：H2S+Cu2+=CuS↓+2H+；無易揮發的有毒氣體硫化氫污染環境。

（4）NaF溶液水解產生少量氫氟酸，當NaF溶液用量太大時，氫氟酸的量增多，氫氟酸能夠與陶瓷容器中二氧化硅反應而使陶瓷容器被腐蝕，正確答案：過量的F-離子生成氫氟酸會腐蝕陶瓷容器。

（5）Ksp[Ni(OH)2]=c(Ni2+)×c2(OH-)=2.0×10-15，當c(Ni2+)=1×10-5mol·L-1，c2(OH-)=2×10-10，c(OH-)=1.4×10-5，c(H+)=1/1.4×10-9, pH=9.1，正確答案：9.1或9.2（或9.1~9.2之間）。