Question

Ni₂O₃是重要的蓄电池材料。一种以油化工中含镍废料(主要成分为NiO和SiO₂，含少量Fe₂O₃·Cr₂O₃)为原料制备Ni₂O₃的工业流积如图：

已知：①Cr(OH)₃是两性氢氧化物。

②Ni(OH)₂溶于NH₄Cl-NH₃·H₂O混合液生成[Ni(NH₃)₆]²⁺，F(OH)₃不能溶于NH₄Cl-NH₃·H₂O混合液。

③离子浓度≤10^-5mol·L^-1时，离子沉淀完全。

请回答下列问题：

（1）为提高酸剂效率，可采取的措施是__。(任写两种)

（2）“碱析I”时，加入的NaOH溶液需过量，则"沉铬”的离子方程式为__。

（3）“氨解”的目的为_。

（4）“酸化"时发生反应的离子方程式为__。“氧化”时发生反应的化学方程式为__。

（5）实验室灼烧Cr(OH)₃转化为Cr₂O₃，现有酒精灯、三脚架，还缺少的仪器为__。

（6）“碱析II”时，若使溶液中的Ni²⁺沉淀完全，则需维持c(OH^-)不低于___。[已知Ni(OH)₂的K_sp=2×10^-15，1.4]

Answer

将废料粉碎、升高温度、适当提高酸的浓度 CrO2-+CO2+2H2O=Cr(OH)3↓+HCO3-或Cr(OH)4- +CO2=Cr(OH)3↓+HCO3- 实现镍元素和铁元素的分离 [Ni(NH3)6]2++6H+=Ni2++6NH4+ NaClO+2Ni(OH)2=Ni2O3+NaCl+2H2O 泥三角、坩埚 1.4×10-5mol·L−1

【解析】

（1）归根到底是加快反应速率问题；

（2）书写NaOH溶液过量条件下"沉铬”的离子方程式为，结合图示信息找到反应物和产物，注意配平；

（3）“氨解”的目的可从信息②、物质流程中发现是分离离子用的；

（4）“酸化"时发生反应，应是滤液中[Ni(NH3)6]2- 的反应，释放出Ni2+，“氧化”时发生反应则是Ni(OH)2被NaClO氧化；

（5）结合具体操作选择合适的仪器；

（6）结合信息及已知条件Ni(OH)2的Ksp=2×10-15，1.4，计算即可；

(1)提高酸溶效率，从能提高反应速率的角度入手；

答案为：将废料粉碎、升高温度、提高酸的浓度能提高反应速率，从而提高酸溶效率；

(2)“碱析Ⅰ”后铬以CrO形式存在，与CO2反应后生成Cr(OH)3沉淀；

答案为：CrO2-+CO2+2H2O=Cr(OH)3↓+HCO3-或Cr(OH)4- +CO2=Cr(OH)3↓+HCO3-；

(3)Ni(OH)2溶于NH4Cl-NH3·H2O混合液生成[Ni(NH3)6]2+，Fe(OH)3不能溶于NH4Cl-NH3·H2O混合液, “氨解”的目的为实现镍元素和铁元素的分离；

答案为：实现镍元素和铁元素的分离；

(4)遇到H+， NH3转化为NH。所以离子方程式为[Ni(NH3)6]2++6H+=Ni2++6NH，Ni(OH)2被氧化为Ni2O3，NaClO被还原为NaCl，所以化学方程式为NaClO+2Ni(OH)2

=Ni2O3+NaCl+2H2O；据此回答；

答案为：NaClO+2Ni(OH)2=Ni2O3+NaCl+2H2O；

(5)灼烧固体，应该用到泥三角、坩埚；

答案为：泥三角、坩埚；

(6)氢氧化镍中存在溶解平衡，。根据信息离子浓度≤10−5mol·L−1时，离子沉淀完全，则，c(OH−)=1.4×10−5mol·L−1，则若使溶液中的Ni2+沉淀完全，需维持c(OH−)不低于1.4×10−5mol·L−1；

答案为; 1.4×10−5mol·L−1。