题目内容
【题目】雷尼镍(Raney-Ni)是一种多孔结构的镍铝合金，对氢气具有强吸附性，是烯烃、炔烃氢化反应的高效催化剂。一种以铜镍渣(主要含Cu、Fe、Co和Ni)生产雷尼镍的流程如下:
下表列出了有关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH:
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）“酸浸”时，如通入空气并不断搅拌，可将“滤渣1”氧化溶解，离子方程式为___________。
（2）“除铁”时，先加入适量H2O2氧化Fe2+，理论上消耗的n(H2O2):n(Fe2+)=____；再加入NiO以调节溶液的pH。应控制pH的范围为__________________。
（3）“电解”(以惰性材料作电极)是为了获得单质镍。电解产物中可循环利用的物质是_______。
（4）“碱浸”是为了形成多孔结构的雷尼镍，反应的离子方程式为_________________。使用新制雷尼镍进行氢化反应时，不加氢气也可实现氢化的目的，原因是____________________。
（5）“滤液”主要成分与过量CO2反应的离子方程式为__________________________。
【答案】 2Cu+4H++O2═2Cu2++H2O 1:2 3.3≤pH＜7.7或［3.3, 7.7） 硫酸或H2SO4 2Al＋2OH－＋2H2O═2AlO2－＋3H2↑ 新制雷尼镍吸附了大量氢气 AlO2－＋CO2＋2H2O═Al(OH)3↓＋HCO3－
【解析】试题分析：（1）根据题意，“酸浸”时，“滤渣1”是铜，通入空气并不断搅拌，铜、氧气、硫酸反应生成硫酸铜和水；（2）1mol Fe2+失1mol电子，1mol H2O2得2mol电子，根据电子守恒计算n(H2O2):n(Fe2+)；加入NiO以调节溶液的pH，目的让Fe3+完全转化为沉淀，而Ni2+不能沉淀；（3）根据电解原理，以惰性材料作电极电解硫酸镍生成镍、氧气、硫酸；（4）“碱浸”时，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气；新制雷尼镍吸附了大量氢气；（5）“滤液”主要成分是偏铝酸钠，偏铝酸钠与过量CO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠；
解析：（1）根据题意，“酸浸”时，“滤渣1”是铜，通入空气并不断搅拌，铜、氧气、硫酸反应生成硫酸铜和水，反应离子方程式是2Cu+4H++O2═2Cu2++H2O；（2）1mol Fe2+失1mol电子，1mol H2O2得2mol电子，根据电子守恒n(H2O2):n(Fe2+)=1:2；加入NiO以调节溶液的pH，目的是让Fe3+完全转化为沉淀，而Ni2+不能沉淀，所以应控制pH的范围为3.3≤pH＜7.7；（3）根据电解原理，以惰性材料作电极电解硫酸镍生成镍、氧气、硫酸，根据流程图，可以循环利用的物质是硫酸；（4）“碱浸”时，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，反应离子方程式是2Al＋2OH－＋2H2O═2AlO2－＋3H2↑；新制雷尼镍吸附了大量氢气，所以不加氢气也可实现氢化；（5）“滤液”主要成分是偏铝酸钠，偏铝酸钠与过量CO2反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠，反应离子方程式是AlO2－＋CO2＋2H2O═Al(OH)3↓＋HCO3－；
