Question

三氧化二镍(Ni₂O₃)是一种灰黑色无气味有光泽的块状物，易粉碎成细粉末，常用于制造高能电池。工业上以金属镍废料生产Ni₂O₃的工艺流程如下：

下表为金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(设开始沉淀时金属离子浓度为1.0 mol·L^－1)：

回答下列问题：

(1)为提高金属镍废料浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施是___________。(写两点即可)

(2)酸浸后的酸性溶液中含有Ni^2＋、Fe²⁺、Fe³⁺、Al³⁺等。加H₂O₂的作用是__________，其离子方程式为______________________。

(3)在沉镍前，需加Na₂CO₃控制溶液pH的范围为__________。

(4)沉镍的离子方程式为_____________________。

(5)氧化生成Ni₂O₃的离子方程式为___________________。

Answer

升高温度；增加盐酸的浓度；粉碎；搅拌 把Fe2+氧化为Fe3+ 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 4.7≤pH<7.1 Ni2++CO32-=NiCO3↓ 2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3+Cl-+2H2O

【解析】

以金属镍废料生产Ni2O3，由流程可知，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Fe2+为Fe3+，加入碳酸钠溶液调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+全部形成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，过滤后向滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得NiCO3沉淀，滤液A中含有NaCl等物质，将NiCO3经洗涤后再溶于盐酸得氯化镍溶液和二氧化碳，向溶液加入次氯酸钠和氢氧化钠溶液反应生成Ni2O3。

(1)为了提高金属镍废料浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施是升高温度、增大盐酸浓度、粉碎、搅拌等；

(2)在酸性条件下H2O2具有氧化性，可以把Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

(3)沉镍前要将Fe3+、Al3+沉淀完全，而镍离子不能形成沉淀，根据溶液的pH与金属氢氧化物沉淀的关系表格数值可知：溶液的pH值控制在4.7≤pH<7.1；

(4)沉镍时Ni2+与CO32-形成NiCO3沉淀，反应的离子方程式为Ni2++CO32-=NiCO3↓；

(5)NaClO中Cl元素化合价为+1价，反应后变为NaCl中的-1价，Cl元素由+1价降为-1价，而Ni由反应前NiCl2中的+2价升高到Ni2O3中的+3价，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得Ni2+氧化生成Ni2O3的离子方程式为：2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3+Cl-+2H2O。