某工厂回收电镀污泥[主要成分为Cu（OH）2、Ni（OH）2、Fe（OH）2、Al（OH）3和砂土]中的铜和镍，工艺流程如图：（1）下列措施中，可提高步骤①浸出速率的是．a．加热b．增大压强

Question

某工厂回收电镀污泥[主要成分为Cu（OH）₂、Ni（OH）₂、Fe（OH）₂、Al（OH）₃和砂土]中的
铜和镍，工艺流程如图：

（1）下列措施中，可提高步骤①浸出速率的是___．
a．加热    b．增大压强    c．延长浸出时间    d．适当提高硫酸的浓度
e．及时分离出产物
（2）步骤②电解过程中铜粉在___（填“阴“或“阳”）极产生．若始终没有观察到气体生成，则该电解过程的离子方程式为___．
（3）已知FePO₄、．A1PO₄、Ni₃（PO₄）₂的K_ap分别为1.0x l0^-22、1.0x l0^-19、4.0x 10^-31步骤
②所得溶液中c（Ni²⁺）为O.1mo1•L^-1．步骤③反应后溶液中c（PO₄^3-）理论上应控制的范围是___ mo1•L^-1 （离子浓度小于1O^-5 mo1•L^-1可视为沉淀完全）．
（4）步骤④的萃取原理为[注：（HA）₂为有机萃取剂]NiSO₄（水层）+2（HA）₂（有机层）⇌Ni（HA₂）₂（有机层）+H₂SO₄（水层）为促使上述平衡向正反应方向移动，可采取的具体措施是___（写一条即可）．
（5）步骤⑤中作为反萃取剂的最佳试剂为___（填名称）．
（6）该工艺流程中，可以循环使用的物质有___．

Answer 1

电镀污泥[主要成分为Cu（OH）₂、Ni（OH）₂、Fe（OH）₂、Al（OH）₃和砂土]加硫酸溶解，过滤，滤液中含有Cu²⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Al³⁺，电解，铜离子在阴极得电子生成Cu，亚铁离子在阳极失电子生成Fe³⁺，过滤，滤液中含有Ni²⁺、Fe³⁺、Al³⁺，再加磷酸钠，生成FePO₄、A1PO₄沉淀，过滤，滤液中含有Ni²⁺的溶液，加有机萃取剂萃取、分液，有机层中加硫酸，分液，水层中为NiSO₄，
（1）电镀污泥[主要成分为Cu（OH）₂、Ni（OH）₂、Fe（OH）₂、Al（OH）₃和砂土]加硫酸溶解，若要提高浸出速率可以增大反应物的浓度，即增大硫酸的浓度，或者升高温度；
故答案为：ad；
（2）铜离子在阴极得电子生成Cu，即电解过程中铜粉在阴极生成；阴极上铜离子在阴极得电子生成Cu，阳极上Fe²⁺失电子生成Fe³⁺，则电解方程式为：Cu²⁺+2Fe²⁺(通电.)/()Cu+2Fe³⁺；
故答案为：阴极；Cu²⁺+2Fe²⁺(通电.)/()Cu+2Fe³⁺；
（3）步骤③应该控制溶液中PO₄^3-，使Fe³⁺、Al³⁺全部转化为沉淀，而Ni²⁺不生成沉淀，
若没有Ni₃（PO₄）₂沉淀生成，则K_sp[Ni₃（PO₄）₂]=c³（Ni²⁺）×c²（PO₄^3-）=（0.1）³×c²（PO₄^3-）=4.0×10^-31，所以c（PO₄^3-）=2.0×10^-14mol/L；
若使Fe³⁺、Al³⁺全部转化为沉淀，FePO₄的Ksp小先沉淀，Al³⁺完全沉淀时Fe³⁺也完全沉淀，
K_sp[AlPO₄]=c（Al³⁺）×c（PO₄^3-）=（1O^-5）×c（PO₄^3-）=1.0×l0^-19，所以c（PO₄^3-）=1.0×10^-14mol/L，即当c（PO₄^3-）=1.0×10^-14mol/L时Fe³⁺、Al³⁺全部转化为沉淀；
所以溶液中c（PO₄^3-）的范围为：1.0×l0^-14～2.0×10^-14；
故答案为：1.0×l0^-14～2.0×10^-14；
（4）已知存在平衡：NiSO₄（水层）+2（HA）₂（有机层）⇌Ni（HA₂）₂（有机层）+H₂SO₄（水层），增大反应物的浓度，平衡正向移动，所以为促使上述平衡向正反应方向移动应该加入有机萃取剂；
故答案为：加入有机萃取剂；
（5）步骤⑤中作为反萃取剂，即平衡：NiSO₄（水层）+2（HA）₂（有机层）⇌Ni（HA₂）₂（有机层）+H₂SO₄（水层）逆向移动，则增大生成物的浓度，所以加入硫酸反萃取剂；
故答案为：硫酸；
（6）步骤④中加有机萃取剂，分液，水层中含有硫酸，步骤⑤中加硫酸作为反萃取剂，分液有机层为有机萃取剂，则硫酸和有机萃取剂可以循环使用；
故答案为：硫酸和有机萃取剂．