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NiCl2是化工合成中最重要的镍源,工业上以金属镍废料为原料生产NiCl2,继而生产Ni2O3的工艺流程如图1下:下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mo

题目详情
NiCl2是化工合成中最重要的镍源,工业上以金属镍废料为原料生产NiCl2,继而生产Ni2O3的工艺流程如图1下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算).
 氢氧化物  Fe(OH)3   Fe(OH)2  Al(OH)3  Ni(OH)2
 开始沉淀的pH  1.1  6.5 3.5   7.1
 沉淀完全的pH  3.2 9.7   4.7 9.2 
(1)为了提高金属镍废料浸出的速率,在“酸浸”时可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③___等.
(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3-、Al3+等.沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH范围为___.
(3)从滤液A中可回收利用的主要物质是___.
(4)“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为___.
(5)工业上用镍为阳极,电解0.05-0.1mol•L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得到高纯度、球形的超细镍粉.当其它条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图2所示.
①NH4Cl的浓度最好控制为___.
②当NH4Cl浓度大于15g•L-1时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,写出相应的电极反应式:___.
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▼优质解答
答案和解析
酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铝离子、铁离子全部沉淀,过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得NiCO3,滤液A中含有NaCl等物质,将NiCO3再溶于盐酸,得氯化镍溶液,向其中加入次氯酸钠和氢氧化钠溶液可得Ni2O3
(1)为了提高金属镍废料浸出的速率,还可以增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末等)等,
故答案为:增大盐酸的浓度(或将镍废料研成粉末等);
(2)沉镍前要将铝离子和铁离子沉淀完全,而镍离子不能产生沉淀,所以溶液的PH值控制在4.7~7.1,
故答案为:4.7~7.1;
(3)滤液A中主要含有氯化钠,可回收利用,
故答案为:NaCl;
(4)Cl元素由+1价降低到-1价,即反应生成NaCl,而Ni由+2价升高到+3价,生成Ni2O3,反应离子方程式为:2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O,
故答案为:2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O;
(5)①根据图2可知,NH4Cl的浓度为10g•L-1时,镍的成粉率最高,所以NH4Cl的浓度最好控制为10 g•L-1
故答案为:10 g•L-1
②当NH4Cl浓度大于15g•L-1时,阴极有氢气生成,导致阴极电流效率降低,电极反应式为2H++2e-=H2↑(或2NH4++2H2O+2e-=H2↑+2NH3•H2O),
故答案为:2H++2e-=H2↑(或2NH4++2H2O+2e-=H2↑+2NH3•H2O).
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