一种利用废旧锂离子电池硫酸浸出液(含Li+、Cu2+、Ni2+、Mn2+、Co2+、Fe2+、Fe3+和Al3+)回收金属的工艺如图:

已知:①Ksp[Ni(OH)2]=1×10-14、Ksp[Fe(OH)2]=1×10-17、Ksp[Al(OH)3]=1×10-32.9、Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39。
②当溶液中离子的浓度小于1×10-5mol⋅L-1时认为沉淀完全。
③Co2+、Ni2+不易被氧化。
(1)加入NiCO3固体调节pH时,需将溶液pH调至不低于 4.74.7。
(2)“氧化沉铁”过程中,Fe2+发生反应的离子方程式为 MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+。
(3)本工艺中“沉铝”、“沉铁”过程均需将溶液加热煮沸,其目的是 破坏Al(OH)3、Fe(OH)3胶体,使沉淀颗粒变大,利于过滤破坏Al(OH)3、Fe(OH)3胶体,使沉淀颗粒变大,利于过滤。
(4)净化液经过一系列操作可提取硫酸镍,制得的粗硫酸镍固体中含有少量的FeSO4、CuSO4,为了获得高纯的硫酸镍固体(外界条件对Ni的回收率如图1、图2所示),请补充实验方案:取一定量的粗硫酸镍固体溶于足量稀硫酸中,边搅拌边缓慢通入O3,至取少量反应后溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成,停止通O3;将反应后液体置于80℃水浴加热,分批加入碳酸镍并搅拌,至pH4.5~5.0,充分反应,静置过滤边搅拌边缓慢通入O3,至取少量反应后溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成,停止通O3;将反应后液体置于80℃水浴加热,分批加入碳酸镍并搅拌,至pH4.5~5.0,充分反应,静置过滤将滤液蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,用冷水洗涤,干燥。(实验中可选择的试剂:O3、Cl2、4mol⋅L-1NaOH溶液,2mol⋅L-1的硫酸溶液,NiCO3固体,蒸馏水,KSCN溶液,K3[Fe(CN)6]溶液。)

(5)测定粗产品中NiSO4质量分数。取2.000g粗产品溶于水,配成100mL溶液,取20.00mL溶液,加入NH3-NH4Cl混合溶液调节pH为9,加入指示剂后用0.05000mol⋅L-1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(离子方程式为Ni2++H2Y2-═NiY2-+2H+,消耗EDTA标准溶液48.00mL,该硫酸镍的质量分数为多少?(写出计算过程)
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】4.7;MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;破坏Al(OH)3、Fe(OH)3胶体,使沉淀颗粒变大,利于过滤;边搅拌边缓慢通入O3,至取少量反应后溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀生成,停止通O3;将反应后液体置于80℃水浴加热,分批加入碳酸镍并搅拌,至pH4.5~5.0,充分反应,静置过滤
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:18引用:1难度:0.4
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