Question

【题目】金属镍硬而有延展性并具有铁磁性，能够高度磨光和抗腐蚀。下图是一种以含镍废料（主要是NiO，含少量FeO、SiO2等杂质）制备Ni的流程：

已知：室温下难溶物的溶度积数据如下表：

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

(1)滤渣1的主要成分为_____________(填化学式)。

(2)实验中需用0.8mol/L的稀硫酸800mL，若用98%的浓硫酸(ρ=1.84g·mL-l)来配制，量取浓硫酸

时，需使用的量筒的规格为_________(填序号)。

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

(3)用离子方程式解释加入H2O2的作用：_________________。

(4)滴加氨水调节至pH为_________时，铁刚好沉淀完全；若继续滴加氨水至pH为_____________时，镍开始沉淀（假定Ni2+浓度为0.lmol/L)。若上述过程中没有“氧化”步骤，其后果是_______________。

(5)电解制备镍的反应原理如图所示，则A电极的反应式为2H++2e-=H2↑和___________________。

(6)若用a kg含镍废料(含NiO 80%)制备Ni，最终得到产品b kg，则产率为_____________。

Answer 1

【答案】 SiO2 C 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3 7 Ni2+和Fe2+分离不开 Ni2++2e=Ni

【解析】本题考查化学工艺流程，（1）NiO和FeO都是碱性氧化物，SiO2属于酸性氧化物，SiO2不与稀硫酸反应，因此滤渣1的成分是SiO2；（2）实验室没有800mL的容量瓶，应用1000mL的容量瓶，根据稀释前后溶质物质的量或质量不变，因此有1000×10－3×0.8=V(H2SO4)×1.84×98%/98，解得V(H2SO4)=43mL，因此选用大而接近的量筒，即选用50mL的量筒，故选项C正确；（3）酸溶后溶液中含有金属阳离子是Ni2＋和Fe2＋，Fe2＋具有还原性，因此加入H2O2的目的是氧化Fe2＋，便于除去铁元素，与H2O2发生的离子反应方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）铁元素刚好沉淀完全，此时溶液的c(Fe3＋)=10－5mol·L－1，根据Ksp=c(Fe3＋)×c3(OH－)，代入数值，解得c(OH－)=10－11mol·L－1，则c(H＋)=10－3mol·L－1，即pH=3，镍元素开始出现沉淀，依据Ksp=c(Ni2＋)×c2(OH－)，代入数值，c(OH－)=10－7mol·L－1，则c(H＋)=10－7mol·L－1，即pH=7；如果没有氧化步骤，Fe2＋开始出现沉淀，Ksp=c(Fe2＋)×c2(OH－)，代入数值，c(OH－)=10－7mol·L－1，则c(H＋)=10－7mol·L－1，即pH=7，其结果是. Ni2+和Fe2+分离不开；（5）根据A电极反应式，推出A电极为阴极，根据电解原理，制备金属镍，因此A电极反应式为2H＋＋2e－=H2↑，Ni2＋＋2e－=Ni；（6）理论上产生Ni的质量为a×103×80%×59/75g，合a×80%×59/75kg，产率为×100%=。