题目内容

【题目】某含镍(NiO)废料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质,用此废料提取NiSO4的工艺流程如图:

已知:①有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图。

②25℃时,NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5。

HF的电离常数Ka=7.2×10-4,Ksp (MgF2)=7.4×10-11。

(1)加Na2CO3调节溶液的pH至5,得到废渣2的主要成分是__________(填化学式)。

(2)Mg能与饱和NH4Cl溶液反应产生NH3,请用化学平衡移动原理解释(用必要的文

字和离子方程式回答)_______________________________________。

(3)25 ℃时,1 mol·L-1的NaF溶液中c(OH-)=________ mol·L-1(列出计算式即可)。

NH4F溶液呈 _____(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。

(4)已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3mol·L-1,当除镁率达到99%时,溶液中c(F-)=_______ mol·L-1。

(5)在NaOH溶液中用NaClO与NiSO4反应可得NiO(OH),化学方程式为________________________________;NiO(OH)与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH溶液),工作原理为:LaNi5H6+6NiO(OH) LaNi5+6NiO+6H2O,负极的电极反应式:__________________________________。

【答案】 Fe(OH)3、Al(OH)3 NH4Cl水解产生H+,NH4++H2ONH3·H2O+H+,Mg与H+反应产生H2,使c(H+)减小,促进上述平衡向右移动,生成的NH3·H2O部分分解产生NH3 Mg+2NH4+=Mg2++2NH3↑+H2↑ 酸性 2.0×10-3 2NiSO4+NaClO+4NaOH=2Na2SO4+NaCl+2NiO(OH)+H2O LaNi5H6+6OH--6e-=LaNi5+6H2O

【解析】(1)加Na2CO3调节溶液的pH至5,根据图像可知形成的沉淀是Fe(OH)3、Al(OH)3,所以滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;(2). NH4Cl水解产生H+,NH4++H2ONH3·H2O+H+,Mg与H+反应产生H2,使c(H+)减小,促进上述平衡向右移动,生成的NH3·H2O部分分解产生NH3 Mg+2NH4+=Mg2++2NH3↑+H2↑;(3)25 ℃时,1 mol·L-1的NaF溶液中c(F-)=1 mol·L-1,HF的电离常数Ka=7.2×10-4,c(H+)==7.2×10-4,c(OH-)==;NH3·H2O的电离常数Kb=1.8×10-5,HF的电离常数Ka=7.2×10-4,Kb<Kb,NH4F溶液呈酸性;(4)已知沉淀前溶液中c(Mg2+)=1.85×10-3mol·L-1,当除镁率达到99%时,c(Mg2+)=1.85×10-5mol·L-1,溶液中c(F-)==2.0×10-3 mol·L-1;(5)在NaOH溶液中用NaClO与NiSO4反应可得NiO(OH)同时生成硫酸钠和氯化钠,其化学方程式为:2NiSO4+NaClO+4NaOH=2Na2SO4+NaCl+2NiO(OH)+H2O;NiO(OH)与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池(KOH溶液),工作原理为:LaNi5H6+6NiO(OH) LaNi5+6NiO+6H2O,负极是LaNi5H6失去电子生成LaNi5,其电极反应式:LaNi5H6+6OH--6e-=LaNi5+6H2O。

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