Question

【題目】金屬鎳硬而有延展性并具有鐵磁性，能夠高度磨光和抗腐蝕。下圖是一種以含鎳廢料（主要是NiO，含少量FeO、SiO2等雜質）制備Ni的流程：

已知：室溫下難溶物的溶度積數(shù)據(jù)如下表：

化合物	Ni(OH)2	Fe(OH)2	Fe(OH)3
Ksp近似值	10-15	10-15	10-38

(1)濾渣1的主要成分為_____________(填化學式)。

(2)實驗中需用0.8mol/L的稀硫酸800mL，若用98%的濃硫酸(ρ=1.84g·mL-l)來配制，量取濃硫酸

時，需使用的量筒的規(guī)格為_________(填序號)。

A.10mL B.20mL C.50mL D.l00tnL

(3)用離子方程式解釋加入H2O2的作用：_________________。

(4)滴加氨水調節(jié)至pH為_________時，鐵剛好沉淀完全；若繼續(xù)滴加氨水至pH為_____________時，鎳開始沉淀（假定Ni2+濃度為0.lmol/L)。若上述過程中沒有“氧化”步驟，其后果是_______________。

(5)電解制備鎳的反應原理如圖所示，則A電極的反應式為2H++2e-=H2↑和___________________。

(6)若用a kg含鎳廢料(含NiO 80%)制備Ni，最終得到產品b kg，則產率為_____________。

Answer 1

【答案】 SiO2 C 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3 7 Ni2+和Fe2+分離不開 Ni2++2e=Ni

【解析】本題考查化學工藝流程，（1）NiO和FeO都是堿性氧化物，SiO2屬于酸性氧化物，SiO2不與稀硫酸反應，因此濾渣1的成分是SiO2；（2）實驗室沒有800mL的容量瓶，應用1000mL的容量瓶，根據(jù)稀釋前后溶質物質的量或質量不變，因此有1000×10－3×0.8=V(H2SO4)×1.84×98%/98，解得V(H2SO4)=43mL，因此選用大而接近的量筒，即選用50mL的量筒，故選項C正確；（3）酸溶后溶液中含有金屬陽離子是Ni2＋和Fe2＋，Fe2＋具有還原性，因此加入H2O2的目的是氧化Fe2＋，便于除去鐵元素，與H2O2發(fā)生的離子反應方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）鐵元素剛好沉淀完全，此時溶液的c(Fe3＋)=10－5mol·L－1，根據(jù)Ksp=c(Fe3＋)×c3(OH－)，代入數(shù)值，解得c(OH－)=10－11mol·L－1，則c(H＋)=10－3mol·L－1，即pH=3，鎳元素開始出現(xiàn)沉淀，依據(jù)Ksp=c(Ni2＋)×c2(OH－)，代入數(shù)值，c(OH－)=10－7mol·L－1，則c(H＋)=10－7mol·L－1，即pH=7；如果沒有氧化步驟，F(xiàn)e2＋開始出現(xiàn)沉淀，Ksp=c(Fe2＋)×c2(OH－)，代入數(shù)值，c(OH－)=10－7mol·L－1，則c(H＋)=10－7mol·L－1，即pH=7，其結果是. Ni2+和Fe2+分離不開；（5）根據(jù)A電極反應式，推出A電極為陰極，根據(jù)電解原理，制備金屬鎳，因此A電極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，Ni2＋＋2e－=Ni；（6）理論上產生Ni的質量為a×103×80%×59/75g，合a×80%×59/75kg，產率為×100%=。