Question

以某含镍废料(主要成分为NiO，还含有少量FeO、Fe₂O₃、CoO、SiO₂等)为原料制备Ni_xO_y和碳酸钻的工艺流程如下：

(1)“酸溶”时需将含镍废料粉碎，目的是___；含有CoCO₃的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应，该玻璃的颜色为____。

(2)“氧化”中添加NaClO₃的作用是____，为证明添加NaClO₃已足量，可用____ (写化学式)溶液进行检验。

(3)“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀(NaFe₃(SO₄)₂(OH)₆)，其离子方程式为_____。

(4)“沉钴”过程的离子方程式__。若“沉钴钻”开始时c(Co²⁺)=0.10 mol/L，则控制pH≤__时不会产生Co(OH)₂沉淀。(已知K_sp［Co(OH)₂]=4.0×10^-15，lg2=0.3)。

(5)从NiSO₄溶液获得NiSO₄·6H₂O晶体的操作依次是：加热浓缩溶液至有晶膜出现，_____，过滤，洗涤，干燥。“锻烧”时剩余固体质量与温度变化曲线如图，该曲线中B段所表示氧化物(Ni_xO_y)的化学式为____。

Answer

提高浸出率或提高浸出速率 蓝 Fe2+氧化为Fe3+ K3[Fe(CN)6] 3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑ Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O 7.3 降温结晶（或冷却结晶） Ni2O3

【解析】

金属镍废料（除含 NiO 外，还含有少量 FeO、Fe2O3、CoO等）加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2＋、Cl－，另含有少量Fe2＋、Fe3＋、Co2+等，加入NaClO3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黄钠铁矾渣，滤液中加入萃取剂得到沉钴和有机层，沉钴中加入NaHCO3溶液得碳酸钴；有机层处理后生成NiSO4溶液，蒸发浓缩、冷却结晶、得NiSO4·6H2O晶体，灼烧得NixOy。

（1）“酸溶”时需将含镍废料粉碎，目的是提高浸出率或提高浸出速率；

含有CoCO3的玻璃常用作实验室观察钾元素的焰色反应（即透过蓝色钴玻璃），故该玻璃的颜色为蓝色；

（2）"氧化"中添加NaClO3的作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋便于除去，为证明添加NaClO3已足量，实际是检验是否含有Fe2＋，可用K3[Fe(CN)6]溶液进行检验；

（3）“调pH”过程中生成黄钠铁钒沉淀，其离子方程式为3Fe3++Na++2SO42-+3H2O+3CO32-=NaFe3(SO4)3(OH)6↓+3CO2↑；

（4）“沉钴”过程的离子方程式Co2++2HCO3-=CoCO3↓+CO2↑+H2O，已知由题干信息可知，Ksp[Co(OH)2]=4.0×10-15，lg2=0.3，若“沉钴”开始时c(Co2+)=0.10 mol/L，结合沉淀溶解平衡Co(OH)2Co2++2OH-，则Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=0.10×c2(OH-)=4.0×10-15，c(OH-)=2×10-7，c(H+)=，pH=-lg=7+lg2=7.3，因此控制pH≤7.3时不会产生Co(OH)2沉淀；

（5）从NiSO4溶液获得NiSO4·6H2O晶体的操作依次是：加热浓缩溶液至有晶膜出现，降温结晶（或冷却结晶），过滤，洗涤，干燥；

“煅烧”时剩余固体质量与温度变化曲线如图，从26.3gNiSO4·6H2O失水变成15.5g，n(NiSO4·6H2O):n(H2O)= ，26.3gNiSO4·6H2O中n(Ni)= =0.10mol，8.3g中n(Ni):n(O)=0.1mol: =2:3，该曲线中B段所表示氧化物的化学式为Ni2O3。