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人造金刚石酸洗废液中含有大量的Ni 2+ 、Mn 2+ 、

  人造金刚石酸洗废液中含有大量的Ni 2+ 、Mn 2+ 、Co 2+ 离子,不经处理排放危害极大。某工厂技术人员设计

  人造金刚石酸洗废液中含有大量的Ni 2+ 、Mn 2+ 、Co 2+ 离子,不经处理排放危害极大。某工厂技术人员设计

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  人造金刚石酸洗废液中含有大量的Ni 2+ 、Mn 2+ 、Co 2+ 离子,不经处理排放危害极大。某工厂技术人员设计了创新方案,使有害离子的浓度降低到排放标准,同时得到了纯度较高的镍粉。废液经分析组成如下: 在强酸性的废液中加入NaOH调节pH到2,在搅拌下加入饱和Na 2 CO 3 溶液和NaClO除去Mn 2+ 、Co 2+ ,并控制pH不超过3.5(Na 2 CO 3 需缓慢加入,防止产生大量CO 2 而冒槽),过滤后电解含Ni 2+ 的过滤液,以镍铬钛不锈钢片为阴极,以铅片为阳极,电解后在阴极得到镍粉。回答下列问题⑴调节强酸性废液至pH=2,可否直接用饱和Na 2 CO 3 溶液?分析你的原因⑵写出除去废液中Mn 2+ 、Co 2+ 的反应方程式⑶搅拌过程中Ni不被沉淀下来,实际操作中是如何实现?⑷电解过程中电流效率与pH的关系如下图,试分析如下图所示变化的原因.并选择电解的最佳pH值

  

  ⑶根据废液离子浓度分析结果,控制NaClO用量,可使Mn2+,Co2+沉淀完而Ni2+不被沉淀。(1分)

  ⑵Mn2+、Co2+在碱性增强的条件下,被ClO-氧化并生成沉淀,通过过滤的方法可以除去这两种杂质离子——这是溶液中除杂最常用的方法之一,如Fe2+的除杂。

  Mn2+在碱性条件下,被氧化为+4,以MnO2的形式被除去,离子方程式为:

  在书写离子方程式的时候,也应该结合题意,溶液由于pH<3.5,仍为酸性条件,所以CO32-结合H+,生成CO2气体。

  ⑶Ni(Ⅲ)和Co(Ⅲ)都有很强的氧化性,但Ni(Ⅲ)非常不稳定,氧化性比Co(Ⅲ)化合物的氧化性强,因此只要ClO-适量,即使Ni2+被氧化生成了三价镍的化合物,也会被未参加反应的Co2+、Mn2+还原为Ni2+。因此防止Ni2+被沉淀的方法就是控制ClO-的用量。

  ⑷从图中曲线变化趋势可以看出,当溶液酸性较大时,电解效率很低,随着pH的增大,电解效率增大,但是当pH>4.5后,电解率与溶液pH变化不明显。因此此处要重点分析pH较小时电解效率不高,以及pH较大时电解效率也不高的原因。


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