题目内容
6．兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物的氢化反应的催化剂．以红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）为原料制备兰尼镍的工艺流程如图所示：
（1）在形成Ni（CO）4的过程中，碳元素的化合价没有变化，则Ni（CO）4中的Ni的化合价为0；
（2）已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，而加压酸浸后浸出液A中含有Ni2+，写出有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O；
（3）向浸出液A中通入H2S气体，还原过程中发生反应的离子方程式是H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓；
（4）“高温熔融”时能否将通入氩气换为CO并说明原因不能，因为冷却时，CO能与Ni反应生成Ni（CO）4；
（5）“碱浸”的目的是使镍铝合金产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，此过程中发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑．浸出反应所用的NaOH溶液的浓度要大，若NaOH溶液较稀时，则会产生少量的Al（OH）3沉淀而阻止浸出反应的持续进行，请用化学反应原理加以解释：因为Al溶于碱液生成AlO2-时在水中存在下列平衡：AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，OH-浓度过小，对AlO2-的水解的抑制作用小，所以，产生的Al（OH）3就会沉积下来进而阻止浸出反应持续进行；
（6）浸出液B可以回收，重新生成铝以便循环利用．请设计简单的回收流程：浸出液B→Al（OH）3$\stackrel{灼烧}{→}$Al2O3$→_{电解}^{冰晶石、熔融}$Al．（示例：CuOCu2+Cu）
分析 红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）煅烧发生氧化还原反应得到Ni2O3、Fe2O3（SiO2不反应），加入硫酸加压酸浸，Ni2O3、Fe2O3溶解，发生的反应有2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，SiO2不与硫酸反应，过滤得到浸出渣A（SiO2），浸出液A中含Ni2+、Fe3+，向浸出液A中通入H2S气体，发生还原反应的离子方程式是：H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S，另外生成沉淀NiS，过滤得到镍硫化合物NiS，再通入CO气体，形成Ni（CO）4，加热得到镍，高温熔融时通入氩气，加入铝，得到合金，将合金冷却、粉碎，再用浓氢氧化钠溶液碱浸，铝与氢氧化钠反应产生氢气使镍铝合金产生多孔的结构，浸出液B中含偏铝酸根，最后用蒸馏水洗浸出渣B，得到产品兰尼镍，据此分析解答．
（1）碳元素的化合价没有变化，反应前后都是+2价，氧为-2价，根据化合价代数和为零解答；
（2）镍的化合价降低发生还原反应，只有氧的化合价能升高，所以产物有氧气，据此写出反应方程式；
（3）浸出液A中含Ni2+、Fe3+，向浸出液A中通入H2S气体，三价铁具有较强氧化性，与硫化氢发生还原反应；
（4）把氩气换为CO，CO能与Ni反应生成Ni（CO）4；
（5）铝与氢氧化钠反应产生氢气使镍铝合金产生多孔的结构；Al溶于碱液生成AlO2-时在水中存在化学平衡；
（6）浸出液B中含偏铝酸根，可通入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，再加热灼烧使其分解得到氧化铝，加入冰晶石，在熔融态下电解氧化铝得到铝．
解答 解：红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）煅烧发生氧化还原反应得到Ni2O3、Fe2O3（SiO2不反应），加入硫酸加压酸浸，Ni2O3、Fe2O3溶解，发生的反应有2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O，SiO2不与硫酸反应，过滤得到浸出渣A（SiO2），浸出液A中含Ni2+、Fe3+，向浸出液A中通入H2S气体，发生还原反应的离子方程式是：H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S，另外生成沉淀NiS，过滤得到镍硫化合物NiS，再通入CO气体，形成Ni（CO）4，加热得到镍，高温熔融时通入氩气，加入铝，得到合金，将合金冷却、粉碎，再用浓氢氧化钠溶液碱浸，铝与氢氧化钠反应产生氢气使镍铝合金产生多孔的结构，浸出液B中含偏铝酸根，最后用蒸馏水洗浸出渣B，得到产品兰尼镍．
（1）通入CO气体，形成Ni（CO）4，在形成Ni（CO）4的过程中，碳元素的化合价没有变化，反应前后都是+2价，氧为-2价，根据化合价代数和为零可知Ni的化合价为0，
故答案为：0；
（2）已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，加压酸浸后浸出液A中含有Ni2+，镍的化合价降低发生还原反应，只有氧的化合价能升高，所以产物有氧气，则发生的反应是2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O，
故答案为：2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O；
（3）浸出液A中含Ni2+、Fe3+，向浸出液A中通入H2S气体，三价铁具有较强氧化性，与硫化氢发生还原反应，离子方程式是：H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓，
故答案为：H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S↓；
（4）高温熔融时通入氩气，加入铝，得到合金，不能把氩气换为CO，因为冷却时，CO能与Ni反应生成Ni（CO）4，
故答案为：不能，因为冷却时，CO能与Ni反应生成Ni（CO）4；
（5）将合金冷却、粉碎，再用浓氢氧化钠溶液碱浸，铝与氢氧化钠反应产生氢气使镍铝合金产生多孔的结构，发生的反应为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；浸出反应所用的NaOH溶液的浓度要大，若NaOH溶液较稀时，则会产生少量的Al（OH）3沉淀而阻止浸出反应的持续进行，因为Al溶于碱液生成AlO2-时在水中存在下列平衡：AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，OH-浓度过小，对AlO2-的水解的抑制作用小，所以，产生的Al（OH）3就会沉积下来进而阻止浸出反应持续进行，
故答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；因为Al溶于碱液生成AlO2-时在水中存在下列平衡：AlO2-+2H2O?Al（OH）3+OH-，OH-浓度过小，对AlO2-的水解的抑制作用小，所以，产生的Al（OH）3就会沉积下来进而阻止浸出反应持续进行；
（6）浸出液B中含偏铝酸根，可通入过量二氧化碳得到氢氧化铝沉淀，再加热灼烧使其分解得到氧化铝，加入冰晶石，在熔融态下电解氧化铝得到铝，回收流程可表示为：浸出液B→Al（OH）3$\stackrel{灼烧}{→}$Al2O3$→_{电解}^{冰晶石、熔融}$Al，
故答案为：Al（OH）3$\stackrel{灼烧}{→}$Al2O3$→_{电解}^{冰晶石、熔融}$Al．
点评 该题以红土镍矿生产镍铝合金为载体，重点考查学生对工艺流程试题了解掌握情况，试题综合性强，贴近高考，侧重对学生能力的培养和训练，有利于培养学生的逻辑推理能力．
阅读快车系列答案| A． | 温度不变，向NH3•H2O溶液中加入NH4Cl，平衡左移，电离平衡常数减小 | |
| B． | pH=12的NH3•H2O溶液加水稀释10倍后，其pH=11 | |
| C． | 向氯化银的浊液中加入少量氯化钠，则氯化银的溶解程度减小 | |
| D． | 在0.1mol•L-1 Na2S溶液中，有c（Na+）+C（H+）=c（S2-）+C（OH-）+C（HS-） |
A、B、C、D是元素周期表中前36号元素，它们的核电荷数依次增大．第二周期元素A原子的核外成对电子数是未成对电子数的2倍，B原子的最外层P轨道的电子为半充满结构，C是地壳中含量最多的元素．D是第四周期元素，其原子核外最外层电子数与氢原子相同，其余各层电子均充满．请回答下列问题：| 实验序号 | 时间 浓度 温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
| 1 | 800℃ | 1.0 | 0.80 | 0.67 | 0.57 | 0.50 | 0.50 | 050 |
| 2 | 800℃ | C2 | 0.60 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 | 0.50 |
| 3 | 800℃ | C3 | 0.92 | 0.75 | 0.63 | 0.60 | 0.60 | 0.60 |
| 4 | 820℃ | 1.0 | 0.40 | 0.25 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.60 |
（1）在实验1，反应在10至20分钟时间内平均速率为0.013mol/（L•min）．
（2）在实验2，A的初始浓度c2=1.0mol/L，反应经20分钟就达到平衡，可推测实验2中还隐含的条件是催化剂．
（3）设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3＞v1（填＞、=、＜），且c3=＞1.0mol/L（填＞、=、＜）
（4）比较实验4和实验1，可推测该反应是反应吸热（选填吸热、放热）．理由是由实验1到实验4升高温度，平衡右移，加热平衡向吸热反应方向移动．
| A． | a-c=m-n | B． | a-b=n-m | C． | c-d=m+n | D． | b-d=m+n |
如图所示，在石墨作电极的电解池中，放入500mL含一种溶质的某蓝色溶液进行电解，观察到A电极表面有红色固体物质生成，B电极有黄绿色气体生成，能使淀粉碘化钾试液变蓝．当溶液中的原有溶质完全电解后，停止电解，取出A电极、洗涤、干燥、称量，电极增重1.6g．回答下列问题．
．
、F
．
（其中两种） 
．
可发生反应类型的组合是（ ）①取代 ②加成 ③消去 ④水解 ⑤酯化 ⑥中和 ⑦氧化 ⑧加聚．
| A． | 只有①②③⑤⑥⑦ | B． | 只有②③④⑥⑧ | C． | 只有①②③⑤⑥ | D． | 只有③④⑤⑥⑦⑧ |