2021屆高中化學(xué)二輪復(fù)習(xí)(大題)6 電解工藝流程 習(xí)題含解析

熔 融6 電解工藝流程一、典例例：SCR 催化劑是工業(yè)上廣泛應(yīng)用的燃煤煙氣脫硝催化劑，其主要成分為 TiO 、V O ，以及少量 SiO 、CaO、2 2 5 2Al O 、Fe O 等。一種從廢 SCR 催化劑中回收鎢的工藝如下：2 3 2 3回答下列問題(1)“酸浸還原”中 V O 轉(zhuǎn)化成可溶于水的 VOC O ，VOC O 中 V 的化合價是_，該反應(yīng)的化學(xué)2 5 2 4 2 4方程式為_?？捎脻恹}酸代替草酸，但缺點是_。(2)“堿浸”時 WO 轉(zhuǎn)化為 WO23 4的離子方程式為_。(3)“試劑 a”可選用_(選填“鹽酸”、“氫氧化鈉”或“氨水”)?！盀V渣”的主要成分是_。(4)常溫下 K Ca(OH) =5.5×106，Ksp 2 sp(CaWO )=8.7×1094。“沉鎢”過程中不斷加入石灰乳，當(dāng)測得“濾液”中pH=13 時，c(WO2)為_mol·Ll4(保留 2 位有效數(shù)字)(5)“熔融電解”過程中陰極反應(yīng)為 WO24方程式解釋該現(xiàn)象_。+6e=W+4O2。電解過程中石墨陽極有損耗并有氣體產(chǎn)生，用反應(yīng)【答案】（1）+4了回收釩的速度V O +3H C O =2VOC O +2CO ­+3H O 2 5 2 2 4 2 4 2 2與五氧化二釩的反應(yīng)速率下降，降低（2） WO +2OH-=WO2- +H O 3 4 2（3）氨水Al(OH)3、Fe(OH)3（4）1.6×105mol/L（5）2CaWO +3C = 3CO ­+2W +2CaO 4 2【解析】從廢催化劑中回收金屬鎢，首先項催化劑中加入 HC O 溶液，進行酸浸還原回收釩；再加入氫 2 2 4氧化鈉，反應(yīng)后進行過濾得到鈦渣；再加入氨水調(diào)節(jié) pH，過濾掉氫氧化鋁和氫氧化鐵；再加入石灰乳過濾得到 CaWO，最后熔融狀態(tài)下電解得到金屬鎢。(1)VOC O 中，C 為+3 價，O 為-2 價，則可得出 V 為+4 價， 4 2 4反應(yīng)方程式為V O +3H C O =2VOC O +2CO ­+3H O 2 5 2 2 4 2 4 2 2，用濃鹽酸代替的缺點為，濃鹽酸的酸性較強，與五 氧 化 二 釩 的 反 應(yīng) 速 率 下 降 ， 降 低 了 回 收 釩 的 速 度 ； (2)WO3轉(zhuǎn) 化 為 WO 24的 離 子 方 程 式 為WO +2OH3-=WO2-4+H O2，(3)試劑 a 可選用氨水(調(diào) pH=9，鹽酸加入可能會直接導(dǎo)致 pH<7，而氫氧化鈉為強sp4 熔 融堿，不利于精準調(diào)至 pH=9)，濾渣主要是沉淀得到的 Al(OH)3、 Fe(OH) ； (4)pH=13 時，由 pH=-lgc(H+ 3) ，K =c(H+w)·c(OH)=1014， 可 得 c(OH)=0.1mol/L 又 因 為 K (Ca(OH) )=c(Ca2+sp 2)·c2(OH)=5.5×106， 所 以c(Ca2+)=5.5×104，而 Ksp(CaWO )=c(Ca2+4)·c(WO24)，所以c(WO2-4)=K(CaWO ) c (Ca2+)=8.7 ´105.5 ´10-9-4=1.6 ´10 -5 mol/L ；(5)陽極失去電子，發(fā)生了氧化反應(yīng)，題目已知，陽極有損耗且有氣體產(chǎn)生，則說明有二氧化碳生成，故反應(yīng)方程式為：2CaWO +3C = 3CO ­+2W +2CaO 4 2。二、模擬練習(xí)1用含鋰廢渣(主要金屬元素的含量：Li3.50%、Ni6.55%、Ca6.41%、Mg13.24%)制備 Li CO ，并用其制2 3備 Li+電池的正極材料 LiFePO4。部分工藝流程如下：資料：i濾液 1、濾液 2 中部分離子的濃度(g·L1) ：iiEDTA 能和某些二價金屬離子形成穩(wěn)定的水溶性絡(luò)合物。 iii某些物質(zhì)的溶解度(S)如下表所示：I制備 Li CO 粗品2 3（1）上述流程中為加快化學(xué)反應(yīng)速率而采取的措施是_。 （2）濾渣 2 的主要成分有_。（3）向濾液 2 中先加入 EDTA，再加入飽和 Na 的操作是_。CO 溶液，90°C 下充分反應(yīng)后，分離出固體 Li CO 粗品 2 3 2 3（4）處理 1kg 含鋰 3.50%的廢渣，鋰的浸出率為 a，Li+轉(zhuǎn)化為 Li CO 的轉(zhuǎn)化率為 b，則粗品中含 Li CO2 3 2 3的質(zhì)量是_g。II純化 Li CO 粗品2 3（5）將Li CO 轉(zhuǎn)化為 LiHCO 后，用隔膜法電解 LiHCO 溶液制備高純度的 LiOH，再轉(zhuǎn)化得電池級 Li CO 。 2 3 3 3 2 3電解原理如圖所示，陽極的電極反應(yīng)式是_，該池使用了_(填“陽”或“陰”)離子交換膜。III制備 LiFePO4（6）將電池級 Li CO 和 C、FePO 高溫下反應(yīng)，生成 LiFePO 和一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是2 3 4 4_?！敬鸢浮浚?）研磨、70加熱（2）Ni(OH)2、Mg(OH) 、Ca(OH)2 2（3）趁熱過濾（4）185ab（5）4HCO 3-4e=4CO +3O +2H O2 2 2陽高溫（6）Li CO +2C+2FePO =2LiFePO +3CO2 3 4 4【解析】為加快含鋰廢渣(主要金屬元素的含量：Li3.50%、Ni6.55%、Ca6.41%、Mg13.24%)的酸浸速率，將其研磨粉碎，并用稀硫酸在 70溫度下溶浸，由于硫酸鈣屬于微溶物，經(jīng)過濾，形成含有 Li+、Ni2+、Mg2+、SO24、少量 Ca2+的濾液 1，濾渣 1 中含有硫酸鈣和不溶于硫酸的雜質(zhì)，向濾液 1 中加入氫氧化鈉，調(diào)節(jié)PH 值為 12，將 Ni2+、Mg2+、少量 Ca2+轉(zhuǎn)化為 Ni(OH)2、Mg(OH) 、Ca(OH) ，經(jīng)過濾，得到主要含有 Li+ 2 2、SO24和極少量 Ni2+、Mg2+、Ca2+的濾液 2，濾渣 2 中含有 Ni(OH) 、Mg(OH) 、Ca(OH) ，向濾液 2 中加入 EDTA 將2 2 2少量 Ni2+、Mg2+、Ca2+轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的絡(luò)合物，再加入飽和碳酸鈉溶液將 Li+轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀，并加熱，趁熱過濾，用熱水洗滌分離出碳酸鋰，再經(jīng)過一系列操作最終制取正極材料LiFePO4，據(jù)此分析解答。(1)根據(jù)分析和上述流程圖示中為加快化學(xué)反應(yīng)速率而采取的措施是研磨、 70加熱； (2)根據(jù)分析和資料 i，Ni、Mg、 Ca 在溶液中的濃度變化較大，濾渣 2 的主要成分含有 Ni(OH) 、Mg(OH) 和 Ca(OH) ；(3)向濾液 2 中先加入 EDTA，2 2 2與 Ni2+、Mg2+、Ca2+轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的絡(luò)合物，從而確保它們不與 Li+一起沉淀，再加入飽和 Na CO 溶液，90°C2 3下充分反應(yīng)后，形成碳酸鋰的熱飽和溶液，通過趁熱過濾分離出固體碳酸鋰的粗品；(4)處理 1kg 含鋰 3.50%的廢渣，鋰的浸出率為a， Li+ 轉(zhuǎn)化為Li2CO 的轉(zhuǎn)化率為 b，廢渣中浸出鋰的物質(zhì)的量為 31000g ´ 3.50% ´ a7g/mol=1000 ´ 3.50% ´ a7mol，轉(zhuǎn)化為 Li CO 的鋰的物質(zhì)的量為2 31000 ´ 3.50% ´ a ´ b7mol，根據(jù)鋰元素守恒，則碳酸鋰2 3的物質(zhì)的量為1000 ´ 3.50% ´ a ´ b 1000 ´ 3.50% ´ a ´ bmol，則粗品中含 Li CO 的質(zhì)量是7 ´ 2 7 ´ 2mol ×74g/mol=185abg ；(5)將 Li CO 轉(zhuǎn)化為 LiHCO 后，用隔膜法電解 LiHCO 溶液，HCO -要參與電極反應(yīng)轉(zhuǎn)化為二氧化碳，才能制2 3 3 3 3備高純度的 LiOH，根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，且陽極的電極反應(yīng)式是 4HCO3-4e=4CO +3O +2H O； 2 2 2Li+移向陰極生成 LiOH，該池使用了陽離子交換膜；(6)將電池級 Li CO 和 C、FePO 高溫下反應(yīng)，生成 LiFePO2 3 4 4高溫和一種可燃性氣體，由質(zhì)量守恒，可燃性氣體應(yīng)是一氧化碳，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是 Li CO +2C+2FePO =2 3 42LiFePO +3CO。42鎳(Ni)及其化合物廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)電池、電鍍和催化劑等領(lǐng)域。(1)NiSO ·6H O 晶體是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學(xué)鍍鎳、生產(chǎn)電池等，可由電鍍廢渣(除含鎳4 2外，還含有 Cu2+、Zn2+、Fe2+等)為原料獲得。操作步驟如圖：加入 Na S 的目的是 _ 。 已知： K (FeS)=6.3×10182 sp， Ksp(CuS)=1.3×1036， Ksp(ZnS)=1.3×1024，K (NiS)=1.1×1021sp可用氯酸鈉 NaClO 代替 H O ，寫出氯酸鈉與濾液反應(yīng)的離子方程式為_。3 2 2向濾液中加入 NaOH 調(diào)節(jié) pH 在一范圍內(nèi)生成氫氧化鐵沉淀。已知常溫下 Fe(OH) 的 K =1.0×10393 sp，若要使溶液中 c(Fe3+)1.0×106mol·L1，則應(yīng)該控制溶液 pH 范圍不小于_。操作包括以下過程：過濾，用 H SO 溶解，_、過濾、無水乙醇洗滌獲得 NiSO ·6H O 晶體。2 4 4 2(2)雙膜三室電解法處理含鎳廢水的原理示意圖，陽極的電極反應(yīng)式為 _；電解過程中，需要控制溶 液 pH 為 4 左右，原因是_。【答案】（1）除去溶液中的 Zn2+和 Cu2+6Fe2+ClO3+6H+=6Fe3+Cl+3H O 32蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶（2）4OH-4e=2H O+O pH 過高時 Ni2+ 2 2會形成氫氧化物沉淀，pH 過低時會有氫氣析出，降低鎳的回收率【解析】廢渣（除含鎳外，還含有 Cu、Zn、Fe、Cr 等元素的化合物雜質(zhì)），在硫酸溶解調(diào)節(jié) pH 后過濾后除去鐵離子，濾液含有二價鐵離子、三價鉻離子、銅離子、鋅離子等雜質(zhì)，濾液 I 中加入硫化鈉形成 CuS、ZnS沉淀，可除去銅離子、鋅離子，過濾，濾液 II 中加 HO 是將二價鐵氧化成三價鐵，再通過調(diào)節(jié) pH 使三價鐵 2 22 和三價鉻都以氫氧化物的沉淀而除去，濾液含有可溶性硫酸鹽，主要是 NiSO4，還有 Na SO ，再加碳酸鈉沉 2 4淀二價鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應(yīng)生成 NiSO4晶體；（1）由上述分析可知，加入 Na S 的目的是除去2溶液中 Cu2+、 Zn2+； 加入氧化劑將濾液 II 中的 Fe2+轉(zhuǎn)化成 Fe3+，氯酸鈉與濾液 反應(yīng)的離子方程式為：6Fe2+ClO 3+6H+=6Fe3+Cl+3H O；溶液中 c(Fe3+2)1.0×106mol·L1，c(OH- )=3K Fe(OH) sp 3c(Fe3+ )=31.0 ´10-39 1.0 ´10-6=1.0 ´10-11mo1.0×1011mol·L1，常溫下，c(H + )=KW =1´10 c(OH -)-3mol/L ，則應(yīng)該控制溶液 pH 范圍不小于 3；操作從溶液中得到晶體，還需要的操作是：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；（2）陽極為氫氧根離子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣，反應(yīng) 式為：4OH-4e=2H O+O ；pH 過高，鎳離子形成氫氧化物沉淀，pH 過低，氫離子放電較多，有氫氣析出， 也不利于 Ni 的回收，故電解過程中，需要控制溶液 pH 值為 4 左右。3欲降低廢水中重金屬元素鉻的毒性，可將 Cr O22 7轉(zhuǎn)化為 Cr(OH) 沉淀除去。已知該條件下：3（1）某含鉻廢水處理的主要流程如圖所示： 初 沉 池 中 加 入 的 混 凝 劑 是 K SO ·Al (SO ) ·24H O ， 其 作 用 為 ( 用 離 子 方 程 式 表 示 )_2 4 2 4 3 2_。反應(yīng)池中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是 Cr O22 7+3HSO3+5H+=2Cr3+3SO2+4H O。根據(jù)“沉淀法”和“中和4 2法”的原理，向沉淀池中加入 NaOH 溶液，此過程中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是_、 _。證明 Cr3+沉淀完全的方法是_。（2）工業(yè)可用電解法來處理含 CrO22 7廢水。實驗室利用如圖裝置模擬處理含 Cr O22 7的廢水，陽極反應(yīng)式是 Fe-2e=Fe2+，陰極反應(yīng)式是 2H+2e=H 。Fe2+2與酸性溶液中的 CrO22 7反應(yīng)的離子方程式是_，得到的金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全。用電解法處理該溶液中 0.01mol Cr _g。O22 7時，至少得到沉淀的質(zhì)量是【答案】（1）Al3+3H O Al(OH) (膠體)+3H+ 2 3Cr3+3OH=Cr(OH) 、H+3+OH=H O2測定溶液的 pH，若 pH8，則證明 Cr3+沉淀完全（2）CrO22 7+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H O 8.482【解析】（1）K SO ·Al (SO ) ·24H O 為強電解質(zhì)，在溶液中完全電離，生成 Al3+2 4 2 4 3 2和 SO24、K+，Al3+能水解生成氫氧化鋁膠體：Al3+3H O Al(OH) （膠體）+3H+ 2 3，氫氧化鋁膠體具有吸附性，能吸附水中的懸浮物，所以能作凈水劑，故答案為： Al3+3H O2Al(OH) (膠體 )+3H+ 3； 反應(yīng)池中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式是 CrO22 7+3HSO3+5H +=2Cr3+3SO2+4H O，反應(yīng)后溶液中有 H+、Cr3+；根據(jù)“沉淀法”和“中和法”的原理， 4 2向 沉 淀 池 中 加 入 NaOH 溶 液 ， NaOH 會 和 H+發(fā) 生 反 應(yīng) H+OH=H O ， Cr3+2與 NaOH 發(fā) 生 反 應(yīng)Cr3+3OH=Cr(OH) ，根據(jù)題給圖表信息可知，CrCr(OH) 沉淀完全時的 pH 為 8，所以測定溶液的 pH，若pH8，3 3則證明 Cr3+沉淀完全，故答案為：Cr3+3OH=Cr(OH) 、H+3+OH=H O；測定溶液的 pH，若 pH8，則證明 2Cr3+沉淀完全；（2）亞鐵離子與 CrO22 7發(fā)生氧化還原反應(yīng)，被還原為 Cr3+，重鉻酸根具有強氧化性，能將生成的亞鐵離子氧化為三價，即 6Fe2+Cr O2+14H+=6Fe3+2Cr3+7H O；隨著電解進行，溶液中 c(H+2 7 2)逐漸減少，打破了水的電離平衡，促進了水的電離，使溶液中 OH濃度增大，溶液的堿性增強，生成 Fe(OH)3和 Cr(OH)3沉淀，金屬陽離子在陰極區(qū)可沉淀完全；根據(jù) CrO22 7+6Fe2+14H +=2Cr3+6Fe3+7H O，Cr3+ 2+3OH=Cr(OH) 、3Fe3+3OH=Fe(OH) 知 0.01mol Cr O23 2 7，可生成 0.02mol Cr(OH) ，0.06mol Fe(OH) ，至少得到沉淀的質(zhì)量是3 30.02mol×103g/mol+0.06mol×107g/mol=8.48g；故答案為：Cr O22 7+6Fe2+14H +=2Cr3+6Fe3+7H O；8.48。 24從砷化鎵廢料(主要成分為 GaAs，含 Fe O 、SiO 和 CaCO 等雜質(zhì))中回收鎵和砷的工藝流程如下：2 3 2 3已知：鎵(Ga)既能溶于酸也能溶于堿，與 NaOH 溶液反應(yīng)生成 NaGaO 和 H 。2 2回答下列問題：(1)“漿化”是將砷化鎵廢料轉(zhuǎn)變成懸濁液的過程，其目的是_。(2)砷化鎵(GaAs)在“堿浸”時，砷轉(zhuǎn)化為 Na AsO 進入溶液，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_。3 4(3)“ 堿浸 ” 的溫度控制在_(填化學(xué)式)。70左右，溫度不能過高或過低的原因是_ ； “ 濾渣 I” 的成分為(4)向浸出液中加 H SO 進行“中和”，調(diào)節(jié) pH 使鎵和硅共沉淀，不同 pH 時沉淀率如下表所示。根據(jù)表中2 4數(shù)據(jù)可知，“中和”的 pH 應(yīng)調(diào)節(jié)至_范圍內(nèi)，沉淀的效果最好。(5)“旋流電解”時用惰性電極，則所得“尾液”的溶質(zhì)主要是_(填化學(xué)式)，可進行循環(huán)利用，提高 經(jīng)濟效益。(6)若用 240kg 含鎵 3%的砷化鎵廢料回收鎵，得到純度為 99%的鎵 7.10kg，則鎵的回收率為_ (結(jié)果保留一位小數(shù))。【答案】（1）增大接觸面積，提高堿浸效率（或“使堿浸更充分”等合理答案也可）（2）GaA +4NaOH+4H O =NaGaO +Na AsO +6H Os 2 2 2 3 4 2（3）溫度過低時堿浸速率慢，溫度過高易導(dǎo)致 H （4）5.06.0（5）HSO2 4O 分解2 2Fe O 、CaCO2 3 3（6）97.6【解析】砷化鎵廢料，主要成分為 GaAs，含 Fe O 、SiO 和 CaCO 等雜質(zhì)，加入 NaOH、H O ，GaAs 轉(zhuǎn)2 3 2 3 2 2化為 NaGaO 、Na AsO ，SiO 轉(zhuǎn)化為 Na SiO 進入溶液，F(xiàn)e O 、CaCO 難溶于氫氧化鈉溶液形成濾渣；浸2 3 4 2 2 3 2 3 3出液中加硫酸調(diào)節(jié) pH，生成 Ga(OH) 、H SiO 沉淀，向鎵和硅共沉物中加入硫酸，Ga(OH) 生成 Ga (SO ) 溶3 2 3 3 2 4 3液，電解 Ga(SO ) 溶液生成 Ga、氧氣、硫酸。(1)將砷化鎵廢料轉(zhuǎn)變成懸濁液，可以增大與氫氧化鈉、過氧 2 4 3化氫的接觸面積，提高堿浸效率；(2)砷化鎵(GaAs)在“堿浸”時，NaOH、HO 與 GaAs 反應(yīng)生成 NaGaO 、Na AsO ， 2 2 2 3 4該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 GaAs+4NaOH+4H O =NaGaO +Na AsO +6H O；(3)“堿浸”的溫度控制在 70左右，溫2 2 2 3 4 2度過低時堿浸速率慢，溫度過高易導(dǎo)致 HO 分解，所以溫度不能過高或過低；Fe O 、CaCO 難溶于氫氧化鈉 2 2 2 3 3溶液，“濾渣 I”的成分為 Fe O 、CaCO ；(4)向浸出液中加 H SO 進行“中和”，調(diào)節(jié) pH 使鎵和硅共沉淀，pH2 3 3 2 4范圍在 5.06.0 時，鎵和硅沉淀率高、砷沉淀率低，所以“中和”的 pH 應(yīng)調(diào)節(jié)至鎵和硅范圍 5.06.0 內(nèi)；(5)電解 Ga(SO ) 溶液生成 Ga、氧氣、硫酸，則所得“尾液”的溶質(zhì)主要是 H SO ，可進行循環(huán)利用，提高經(jīng)濟效 2 4 3 2 4益 ； (6) 若用 240kg 含鎵 3% 的砷 化鎵 廢 料回收 鎵 ，得 到 純度為 99% 的 鎵 7.10kg ， 則鎵 的 回收 率 為7.1 ´99%240 ´3%´100%=97.6%。5硫酸鎳是一種重要的化工中間體，是鎳行業(yè)研究的熱點。一種以石油化工中廢鎳催化劑(主要成分為 NiCO3和 SiO，含少量 Fe O 、Cr O )為原料制備硫酸鎳的工業(yè)流程如圖： 2 2 3 2 3已知：NiS、Ni(OH)2、Cr(OH) 均難溶于水，Cr(OH) 是兩性氫氧化物。 3 3Fe(OH) 不溶于 NH Cl-氨水的混合液，Ni(OH) 溶于 NH Cl-氨水的混合液生成Ni(NH ) 2+3 4 2 4 3 6。請回答下列問題：(1)“酸溶”時為了提高浸取率，可采取的措施有_(任寫出一條)。(2)“濾渣 I”的主要成分是_。(3)“一次堿析”時，加入的 NaOH 溶液需過量，則含鉻微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_。 (4)“氨解”的目的為_，“凈化”時加入的 H S 的目的是將鎳元素轉(zhuǎn)化為_沉淀。2(5)“氧化”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程為_。(6)“二次堿析”時，若使溶液中的 Ni2+沉淀完全(離子濃度105mol·L1時，離子沉淀完全)，則需維持 c(OH)不低于_(已知 Ni(OH) 的 K =2×10152 sp，21.4)。(7)以 Fe、Ni 為電極制取 Na FeO 的原理如圖所示。通電后，在鐵電極附近生成紫紅色的 FeO 2-。電解時陽2 4 4極的電極反應(yīng)式為_，離子交換膜(b)為_(填“陰”或“陽”)離子交換膜。【答案】（1）升高溫度、將廢鎳催化劑粉碎、攪拌等（2）SiO2（3）Cr3+4OH=CrO+2H O2 2（4）除去 Fe3+NiS（5）3NiS+8H+2NO3=3Ni2+2NO+3S+4H O2（6）1.4×105mol/L（7）Fe-6e+8OH=FeO2+4H O 4 2陰【解析】廢鎳催化劑(主要成分為 NiCO3和 SiO ，含少量 Fe O 、Cr O )為原料制備硫酸鎳，加入 20%的硫 2 2 3 2 3酸酸溶，NiCO 、Fe O 、Cr O 反應(yīng)進入溶液中，SiO 不能反應(yīng)，過濾，濾渣為 SiO ，濾液加入 NaOH 溶液3 2 3 2 3 2 2進行一次堿析，濾液含有 CrO2，沉淀加入氯化銨、氨水緩沖液，由信息可知濾渣為 Fe(OH) ，過濾得到3的濾液含有Ni(NH ) 2+3 6，“凈化”時通入的 HS，可以將鎳元素轉(zhuǎn)化為 NiS 沉淀，加入硝酸氧化，可生成 S 和 2Ni2+，加入氫氧化鈉生成 Ni(OH)2，過濾后加入硫酸可得到硫酸鎳，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶得到硫酸鎳晶體，以此解答該題。 (1)“酸溶 ”時為了提高浸取率，可以先將廢鎳催化劑粉碎，以增大固體表面積，或進行攪拌，并在加熱條件下使廢鎳催化劑與 20%硫酸充分反應(yīng)等；(2)“濾渣”主要成分為二氧化硅；(3)Cr(OH)3難溶于水，Cr(OH) 是兩性氫氧化物，可以與過量的 NaOH 溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生 CrO 3 2，則含鉻微粒發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 Cr3+4OH=CrO+2H O；(4)加入氯化銨和氨水的緩沖液，可生成 Fe(OH) 沉淀，同時生成Ni(NH ) 2+2 2 3 3 6，達到除去 Fe3+的目的； “ 凈化 ” 時通入的 H2S 的目的是將鎳元素轉(zhuǎn)化為NiS 沉淀，對應(yīng)的離子方程式為NiNi(NH ) 2+H S=NiS+2NH+4NH ；(5)“氧化”時 HNO 將 NiS 氧化為 S 單質(zhì)，HNO 被還原為 NO，發(fā)生3 6 2 4 3 3 3反應(yīng)的離子方程式為 3NiS+8H+2NO 3=3Ni2+2NO+3S+4H O ，從而可除去硫，生成鎳離子； (6) 離子濃度21×105mol/L 時，離子沉淀完全，已知 Ni(OH) 的 Ksp=2×10152，則 c(OH)=22 ´10 -15 1´10 -5mol/L=1.4×105mol/L；(7)電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，依據(jù)題意可知鐵在陽極失去電子，堿性環(huán)境下生成高鐵酸根離子 FeO24，陽極的電極反應(yīng)式為：Fe-6e+8OH=FeO 2+4H O，離子交換膜 (b) 為陰離子交換膜，可使氫氧根離子進入陽極區(qū)。 4 2