Question

15．以镍矿粉（主要成分为NiS，杂质FeS、CuS和SiO₂等）为原料可制备NiCO₃．
已知：Ni和Fe为变价金属，常见化合价为+2价、+3价．
（1）在酸浸过程中，CuS与稀HNO₃反应生成淡黄色固体，其离子方程式为3CuS+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O+3S↓，滤渣的主要成分为S和SiO₂．
（2）在除Fe时，需加入过量的H₂O₂ 氧化．若用过强的氧化剂，其可能的后果是NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃．反应完全后，除去多余H₂O₂ 的简便方法是煮沸．
（3）在“沉镍”工艺中，若将含Ni²⁺溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中，可能会形成杂质，其原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓．（用离子方程式表示）检验碳酸镍沉淀完全的方法是静置，向上层清液中继续滴加Na₂CO₃溶液，若不再产生沉淀，则说明碳酸镍沉淀完全．

Answer 1

分析 镍矿粉（主要成分为NiS，杂质FeS、CuS和SiO₂等），加硝酸酸浸，过滤，滤渣1为二氧化硅，浸出液含有Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，加H₂O₂和NH₃•H₂O调节PH值产生氢氧化铁沉淀，过滤后向滤液中加氢氧化钠产生氢氧化铜沉淀，同时Ni²⁺不能转化为沉淀，过滤，滤液中含有Ni²⁺，滤液中加碳酸钠生成NiCO₃沉淀．
（1）酸浸过程中，CuS与稀HNO₃反应生成淡黄色固体，该淡黄色固体为S，稀硝酸被还原为一氧化氮，据此写出离子方程式；二氧化硅不溶于酸，则滤渣体还有SiO₂；
（2）最终产品是碳酸镍，镍的化合价为+2价，若在除Fe时，用过强的氧化剂，二价镍离子会被氧化成三价，最终NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃，利用双氧水受热不稳定的性质可用煮沸的方法除去；
（3）Na₂CO₃溶液中存在水解平衡：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，若将含Ni²⁺溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中，会发生反应Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓，
使产品不纯；检验碳酸镍沉淀完全的方法是静置，向上层清液中继续滴加Na₂CO₃溶液，若不再产生沉淀，则说明碳酸镍沉淀完全．

解答 解：镍矿粉（主要成分为NiS，杂质FeS、CuS和SiO₂等），加硝酸酸浸，过滤，滤渣1为二氧化硅，浸出液含有Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，加H₂O₂和NH₃•H₂O调节PH值产生氢氧化铁沉淀，过滤后向滤液中加氢氧化钠产生氢氧化铜沉淀，同时Ni²⁺不能转化为沉淀，过滤，滤液中含有Ni²⁺，滤液中加碳酸钠生成NiCO₃沉淀．
（1）在酸浸过程中，CuS与稀HNO₃反应生成淡黄色固体，该淡黄色固体为S，稀硝酸被还原为一氧化氮，离子方程式为：3CuS+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O+3S↓，二氧化硅不溶于酸，则滤渣是淡黄色固体S和SiO₂，
故答案为：3CuS+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O+3S↓；S和SiO₂；
（2）最终产品是碳酸镍，镍的化合价为+2价，若在除Fe时，用过强的氧化剂，二价镍离子会被氧化成三价，最终NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃，利用双氧水受热不稳定的性质可用煮沸的方法除去，
故答案为：NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃；煮沸；
（3）Na₂CO₃溶液中存在水解平衡：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，若将含Ni²⁺溶液缓慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反应容器中，会有反应：Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓，
使产品不纯；检验碳酸镍沉淀完全的方法是静置，向上层清液中继续滴加Na₂CO₃溶液，若不再产生沉淀，则说明碳酸镍沉淀完全，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓；静置，向上层清液中继续滴加Na₂CO₃溶液，若不再产生沉淀，则说明碳酸镍沉淀完全．

点评 本题考查了物质分离提纯基本操作和综合应用，题目难度中等，侧重于考查学生的分析能力和应用能力，注意把握常见物质或离子的分离提纯方法，特别注意题中所给信息的灵活处理．