相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如下表：
(1)粉碎含镍废料的作用__________________________________
(2)酸浸过程中，l molNiS失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应的化学方程式：___。
(3)写出氧化步骤中加入H2O2发生反应的离子方程式：____。 (4)调节pH除铁、铝步骤中，溶液pH的调节范围是____。 (5)滤渣3主要成分的化学式是____。
(6)沉镍过程中，若c(Ni)= 2.0 mol．L，欲使100 mL该滤液中的Ni沉淀完全[c(Ni)≤10mol·L]，则需要加入Na2CO3固体的质量最少为____g（保留一位小数）。 (7)保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。酸浸的最佳温度与时间分别为____℃、______min。
2+
-5
-1
2+
-1
2+
【答案】提高镍的浸出率 NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O 2Fe+H2O2+2H═2Fe
＋
2＋
＋
3
+2H2O 5.0≤pH＜6.7 CaF2 31.8g 70℃ 120min
【详解】（1）将含镍原料粉碎可以提高镍的浸出率；
（2）酸浸过程中，1mol NiS被硝酸氧化失去6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体，则
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生成NO和SO2，其反应的化学方程式为：NiS+H2SO4+2HNO3═NiSO4+SO2↑+2NO↑+2H2O； （3）溶液中的亚铁离子不容易转化为沉淀，加H2O2把亚铁离子氧化为Fe，反应的离子方程式为：2Fe+H2O2+2H═2Fe+2H2O；
（4）调节pH使Al、Fe转化为沉淀，同时Ni不能转化为沉淀，根据表中的数据可知，调节pH的范围为5.0≤pH＜6.7； （5）由流程分析可知，滤渣3为CaF2；
（6）已知NiCO3的Ksp=1.0×10-5，使100ml该滤液中的Ni沉淀物完全，即[c（Ni）≤10-5mol·L]，则溶液中c（CO3）=Ksp/c(Ni)=1.0×10/10mol·L=1.0mol·L，与Ni反应的n（CO3）=cV=2mol·L×0.1L=0.2mol，则加入的碳酸钠的总物质的量n（CO3）=0.2mol+1.0mol·L×0.1L=0.3mol，所以m=nM=0.3mol×106g·mol=31.8g； (7)由图象可知，为70℃、120min时，酸浸出率最高。
10．【2019届红色七校高三第一次联考】工业上利用废镍催化剂(主要成分为Ni，还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的流程如下：
2－
－1
－1
2＋
2－
－1
-1
2－
2＋
-5
-5
－1
－1
2＋
2＋
3＋
3＋
2＋
2＋
＋
3＋
3＋
（1）请写出一种能提高“酸浸”速率的措施：___________________________________；滤渣I的成分是CaSO4和____________________(填化学式)。
（2）除铁时，控制不同的条件可以得到不同的滤渣II。已知滤渣II的成分与温度、pH的关系如图所示：
①若控制温度40℃、pH=8，则滤渣II的主要成分为___________(填化学式)。
②若控制温度80℃、pH=2，可得到黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀(图中阴影部分)，写出生成黄铁矾钠的离子方程式：___________________________________________。 （3）已知除铁后所得100 mL溶液中c(Ca)=0.01mol·L，加入100 mL NH4F溶液，使
2+
-1
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Ca恰好沉淀完全即溶液中c(Ca)=1×10 mol·L，则所加c(NH4F)=_______mol·L。[已知Ksp(CaF2)=5.29×10]
（4）加入有机萃取剂的作用是________________________。
【答案】把废镍催化剂粉碎、适当加热，适当增大酸的浓度或搅拌等 SiO2 FeOOH 2Na+3ClO+6Fe +4SO4+9H2O =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl+6H
的Zn
2+
+
-
2+
2--+
-9
2+2+-5-1-1
6.6×10
-2
除去溶液中
(1)根据影响反应速率的因素答题；滤渣I主要为不溶于硫酸的SiO2和微溶物CaSO4； (2)根据图象可以知道，①控制温度40℃、pH=8，则滤渣2的主要成分为FeOOH； ②Na2Fe6(SO4)4(OH)12中铁元素化合价为+3价，可知ClO将e氧化为Fe，依据氧化还原反应规律可写出生成黄铁矾钠的离子方程式；
(3)根据反应式Ca+2F=CaF2↓，沉淀Ca消耗0.002molNH4F，根据Ksp(CaF2)=c(Ca)c(F
2+
-2+
2+
2
--2+
3+
)=5.29×10
-9
，沉淀Ca
2+
后，溶液中
2+
c(F)=
-
；
(4)根据流程图，加入有机萃取剂的作用是除去溶液中的Zn。
【详解】（1）根据影响化学反应速率的因素可知，提高浸出率，可把废镍催化剂粉碎或适当加热、适当增大硫酸浓度、搅拌等，滤渣I的成分是CaSO4和SiO2， 因此，本题正确答案是：把废镍催化剂粉碎、适当加热，适当增大酸的浓度或搅拌等；SiO2
；
（2）根据图象可以知道，①控制温度40℃、pH=8，则滤渣2的主要成分为FeOOH， 因
此
，
本
题
正
确
答
案
是
：
FeOOH
；
②若控制温度80℃、pH=2，可得到黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，依据氧化还原反应规律写出生成黄铁矾钠的离子方程式为：2Na+3ClO+6Fe +4SO4+9H2O =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl+6H；
因此，本题正确答案是：2Na+3ClO+6Fe +4SO4+9H2O =Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl+6H；
（3）根据反应式Ca+2F=CaF2↓，沉淀Ca
2+
-2+
+
+
-
2+
2---+
+
-
2+
2-
消耗0.002molNH4F，根据
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Ksp(CaF2)=c(Ca)c(F)=5.29×10，沉淀Ca后，溶液中c(F)=
2+2--92+-
，设加入
c(NH4F)=cmol/L，则因
此
，
本
题
正
=确
答
；解得c=6.6×10， 案
是
2+
-2
：6.6×10
-2
；
（4）根据流程图，加入有机萃取剂的作用是除去溶液中的Zn， 因此，本题正确答案是：除去溶液中的Zn。
【点睛】本题考查了工业上从废镍催化剂制备草酸镍晶体的工艺流程，侧重考查物质分离的实验设计和方法应用，主要是利用溶液不同pH条件下离子沉淀的情况不同，控制溶液pH除去杂质离子，同时考查了除杂原则不能引入新的杂质，解题时先要弄清制备流程中各步反应原理和目的，从而知道分离提纯的环节中各成分组成，再结合氧化还原反应和沉淀
溶度积等知识解决各问题。
2+
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