题目内容
【题目】以镍废料(主要成分为镍铁合金，含少量铜)为原料，生产NiO的部分工艺流程如下：
已知：下表列出了几种金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.2 |
(1) “酸溶”时Ni转化为NiSO4，该过程中温度控制在70～80 ℃的原因是________。
(2) “氧化”时，Fe2＋参加反应的离子方程式为________。
(3) “除铁”时需控制溶液的pH范围为________。
(4) “滤渣”的主要成分为________(填化学式)。
(5) “沉镍”时得到碱式碳酸镍[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀。
①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO，该反应的化学方程式为________。
②“沉镍”时，溶液pH增大，碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加，原因是________。
【答案】温度低于70 ℃，反应速率降低,温度高于80 ℃，HNO3分解(或挥发)加快 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O 3.3≤pH<7.7 CuS xNiCO3·yNi(OH)2
(x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大
【解析】
镍废料(主要成分为镍铁合金，含少量铜)加稀硫酸、稀硝酸进行“酸溶”，其中铁、镍溶于酸，铜也与硝酸反应产生氮氧化物；“氧化”时加入H2O2可将“酸溶”后溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，加入氢氧化钠调节溶液pH除去铁离子，过滤得到氢氧化铁滤渣和滤液；向除铁后的滤液中通入H2S气体，发生反应H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，除去Cu2+；再向除铜后的滤液中加入碳酸钠溶液沉淀镍离子，过滤、洗涤、干燥得到的固体经煅烧得到NiO，据此分析作答。
（1）“酸溶”时加入了硫酸与硝酸溶液，考虑温度过低，工艺流程中化学反应速率较低，而温度过高，硝酸分解加快，不利于溶解铜，故答案为温度低于70 ℃，反应速率降低,温度高于80 ℃，HNO3分解(或挥发)加快；
（2）“氧化”时加入H2O2可将“酸溶”后溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，发生的离子方程式为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O；
（3）“除铁”时要求铁离子全部除掉，pH
3.3，镍离子和铜离子留在溶液中，pH<7.7，所以需控制溶液的pH范围为3.3≤pH<7.7；
（4）向除铁后的滤液中通入H2S气体，发生反应H2S+Cu2+=CuS↓+2H+，因此滤渣的成分为CuS；
（5）①在隔绝空气条件下，“煅烧”碱式碳酸镍得到NiO，xNiCO3·yNi(OH)2高温下分解生成NiO、CO2和H2O，其化学方程式为：xNiCO3·yNi(OH)2(x＋y)NiO＋xCO2↑＋yH2O；
②碱式碳酸镍[用xNiCO3·yNi(OH)2表示]沉淀中Ni(OH)2中Ni含量高于NiCO3，pH越大，碱式碳酸镍中Ni(OH)2比例增大，所以碱式碳酸镍中Ni元素含量会增加。
一线名师提优试卷系列答案
【题目】已知X、Y、Z三种元素均为短周期元素，原子序数依次递增，Q、W为前30号元素。5种元素的部分特点：
元素 | 特点 |
X | 其气态氢化物呈三角锥形，水溶液显碱性 |
Y | 基态原子核外有三个能级，其中最外层电子数等于次外层电子数的3倍 |
Z | 元素原子的外围电子层排布式为nsn－1npn－1 |
Q | 被誉为“太空金属”、“生物金属”，其基态原子最高能级有3个空轨道 |
W | 原子M能层为全充满状态且核外的未成对电子只有一个 |
（1）XF3分子中X的杂化类型为______，该分子的空间构型为_______。
（2）基态Q原子的电子排布式为_____________________，第一电离能：X______Y(填“＞” “＜”或“=”)。
（3）X、Y、Z电负性由大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。
（4）Na在Y2中燃烧产物的电子式为________________。
（5）Z和X形成的化合物常用作高温耐火材料，化学性质稳定，据此推测它应属于_______晶体。
（6）W元素与X元素形成某种化合物的晶胞结构如图所示(黑球代表W原子)，若该晶体的密度为ρ g·cm-3，则该晶胞的体积是__________cm3。
【题目】回答下列问题：
（1）氯化铁水溶液呈酸性，原因是（用离子方程式表示）_________________________。实验室在临时配制一些氯化铁溶液时，常将氯化铁固体先溶于较浓的__________中，然后再用蒸馏水稀释到所需要的浓度，是为了抑制其水解。
（2）25℃时，浓度为0.1 mol/L的6种溶液：①HCl ②CH3COOH ③Ba(OH)2 ④ Na2CO3 ⑤ KCl ⑥NH4Cl，溶液的pH由小到大的顺序为________（填序号）[已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka(CH3COOH)=1.75×10-5]。
（3）电离平衡常数可用来衡量弱电解质的电离程度。已知如下表数据（25℃）：
化学式 | HCN | CH3COOH | H2CO3 |
电离平衡常数 | K＝4.9×1010 | K＝1.8×105 | K1＝4.4×107 K2＝4.7×1011 |
①25 ℃时，等物质的量浓度的3种溶液：a．NaCN溶液 b．Na2CO3溶液 c．CH3COONa溶液，其pH由大到小的顺序为________________（填序号）。
②25 ℃时，向NaCN溶液中通入少量的CO2，发生反应的离子方程式为_________________。
（4）在化学分析中采用K2CrO4为指示剂，以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl，利用Ag+与CrO42生成砖红色沉淀，指示到达滴定终点。当溶液中的Cl恰好完全沉淀（浓度等于1.0×105 mol·L1）时，溶液中c(Ag+)为__________mol·L1，此时溶液中c(CrO42)为_________mol·L1。（已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×1012和2.0×1010）。