[题目]硫酸镍晶体(NiSO47H2O)可用于电镀工业.可用含镍废催化剂为原料来制备.已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni.还含有Al.Fe的单质及其他不溶杂质.某小组通过查阅资料.设计了如下图所示的制备流程:已知: Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 .Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15(1)“碱浸过程中发生反应的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】硫酸镍晶体（NiSO47H2O）可用于电镀工业，可用含镍废催化剂为原料来制备。已知某化工厂的含镍废催化剂主要含有Ni，还含有Al、Fe的单质及其他不溶杂质（不溶于酸碱）。某小组通过查阅资料，设计了如下图所示的制备流程：

已知： Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15

（1）“碱浸”过程中发生反应的离子方程式是_______________________________。

（2）操作a所用到的玻璃仪器有烧杯、________、________；操作c的名称为____________、____________、过滤、洗涤。

（3）固体①是______________；加H2O2的目的是（用离子方程式表示）_____________。

（4）调pH为2-3时所加的酸是________。

（5）操作b为调节溶液的pH，若经过操作b后溶液中c（Ni2＋）=2mol·L-1，当铁离子恰好完全沉淀溶液中c（Fe3＋）=1.0×10-5mol·L-1时，溶液中是否有Ni(OH)2沉淀生成？________（填“是”或“否”）。

（6）NiSO47H2O可用于制备镍氢电池（NiMH），镍氢电池目前已经成为混合动力汽车的一种主要电池类型．NiMH中的M表示储氢金属或合金．该电池在放电过程中总反应的化学方程式是NiOOH+MH=Ni(OH)2+M，则NiMH电池充电过程中，阳极的电极反应式为_______。

【答案】 2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑ 漏斗玻璃棒蒸发浓缩冷却结晶不溶杂质 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 硫酸（H2SO4）否 Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O

【解析】（1）镍废样品中只有金属铝与强碱溶液发生反应生成偏铝酸盐和氢气，离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑；正确答案：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑。

（2）操作a为过滤，用到玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒；从溶液中得到硫酸镍晶体（NiSO47H2O），就需要制成高温时饱和溶液，然后再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤；正确答案：漏斗、玻璃棒；蒸发浓缩、冷却结晶。

（3）铁、镍溶于酸，只有杂质不溶于酸和碱，所以固体①是不溶杂质；溶液中存在有亚铁离子，加入H2O2的目的就是氧化亚铁离子变为铁离子，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；正确答案：不溶杂质；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（4）最后要得到NiSO47H2O，为了不引入杂质离子，最好加入硫酸调溶液的pH；正确答案：硫酸（H2SO4）。

（5）：已知 Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 ，Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15；根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-5×c3(OH-)=4.0×10-38, c3(OH-)=4.0×10-33 mol·L-1, c(OH-)=1.6×10-11 mol·L-1, Ni(OH)2的浓度商QC= c(Ni2+)×c2(OH-)=2×（1.6×10-11）2=5.12×10-22< Ksp[Ni(OH)2]=1.2×10-15，溶液中没有Ni(OH)2沉淀生成；正确答案：否。

（6）放电为原电池，充电为电解池，电解池阳极发生氧化反应，Ni(OH)2中Ni元素由+2价升高为NiOOH中的+3价，发生氧化反应，阳极的电极反应式为Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O；正确答案：Ni(OH)2 + OH- - e- = NiOOH + H2O。

练习册系列答案

(1)燃煤烟气脱硫的方法很多,如石灰石—石膏法、氨水法等。其中石灰石-石膏法脱硫的原理第一步是SO2+Ca(OH)2CaSO3+H2O,然后再将产物氧化制成石膏,写出该反应的化学方程式: 。

(2)燃煤烟气脱硝可采用氨(NH3)作为还原介质,在催化剂及氧气存在的条件下,氮氧化物(NOx)与还原剂发生反应,生成无害的氮气和水,写出二氧化氮与氨反应的化学方程式: 。

(3)我国的环境空气质量标准中对空气中二氧化硫的最高浓度(单位体积的空气中所含二氧化硫的质量)限值如下表所示:

浓度限值(mg·m-3)
一级标准	二级标准	三级标准
0.15	0.50	0.70

现有某化学兴趣小组按图所示的实验装置对某地空气中二氧化硫含量进行测定:向试管中加入1.00 mL 1.00×10-3 mol·L-1碘水,加入适量水,再加入2~3滴淀粉溶液使溶液显蓝色,通过抽气装置缓慢抽气,使空气由导气管进入试管与碘水充分反应,当溶液由蓝色变为无色时,恰好完全反应(反应的化学方程式:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI),实验过程中进入试管内的空气的总体积为0.1 m3。请计算此空气中二氧化硫的浓度为多少mg·m-3,并判断二氧化硫的浓度级别为几级。