Question

5．一种带有多孔结构的镍铝合金对H₂具有较强的吸附性，其高催化活性和热稳定性使得该镍铝合金被用于很多工业过程中和有机合成反应中．如图是以镍黄铁矿（主要成分为NiS、FeS等）为原料制备该镍铝合金的工艺流程图：

回答下列问题：
（1）Ni（CO）₄中C、O化合价与CO中的C、O化合价相同，则Ni化合价为0价．
（2）在空气中“煅烧”生成Ni₂O₃和Fe₂O₃，写出Fe₂O₃的化学方程式4FeS+7O₂$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4SO₂．
（3）操作“镍$\stackrel{CO}{→}$Ni（CO）₄$\stackrel{加热}{→}$镍”的目的是提纯镍．
（4）Ni、Al高温熔融时，气体x的作用是保护Ni、Al，防止其被氧化．对“高温熔融”物冷却后，需要进行粉碎处理，粉碎处理的目的是增大接触面积，提高“碱浸“的反应速率．
（5）“碱浸”可以使镍产生多孔结构，从而增强对H₂的吸附性，“浸出液”中的主要离子是Na⁺、AlO₂^-或[Al（OH）₄]^-、OH^-；“浸出液”中的铝元素可循环利用，写出回收“浸出液”中的铝元素，并制备“高温熔融”时的原料Al的流程：浸出液$\stackrel{足量CO_{2}}{→}$Al（OH）₃$\stackrel{灼烧}{→}$Al₂O₃（熔融）$→_{冰晶石}^{电解}$Al（示例：CuO$\stackrel{H+}{→}$Cu²⁺$\stackrel{Fe}{→}$Cu）．

Answer 1

分析 红土镍矿（主要成分为NiS、FeS等）煅烧发生氧化还原反应得到Ni₂O₃、Fe₂O₃，经过对铁元素除杂得到镍，再通入CO气体，形成Ni（CO）₄，加热得到镍，加入铝，高温熔融时通入惰性气体保护Ni、Al，得到合金，将合金“高温熔融”后冷却、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，浸出液中含偏铝酸根，最后用蒸馏水洗浸出渣，得到产品镍铝合金，据此分析解答．

解答 解：（1）Ni（CO）₄中C、O化合价与CO中的C、O化合价相同，化合物化合价代数和为0，则Ni化合价为0；
故答案为：0；
（2）在空气中“煅烧”生成Ni₂O₃和Fe₂O₃，发生氧化还原反应得到Ni₂O₃、Fe₂O₃，其中生成Fe₂O₃的化学方程式为4FeS+7O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4SO₂；
故答案为：4FeS+7O₂ $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4SO₂；
（3）操作“镍$\stackrel{CO}{→}$Ni（CO）₄$\stackrel{加热}{→}$镍”的目的是提纯镍；
故答案为：提纯镍；
（4）高温熔融时通入惰性气体保护Ni、Al，防止其被氧化，得到合金；将合金“高温熔融”后冷却、粉碎，再用浓氢氧化钠溶液碱浸，粉碎处理目的是增大接触面积，提高“碱浸“的反应速率；
故答案为：保护Ni、Al，防止其被氧化；增大接触面积，提高“碱浸“的反应速率；
（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↑，浸出液中含偏铝酸钠；
故答案为：Na⁺、AlO₂^-或[Al（OH）₄]^-、OH^-；
（6）浸出液B中含偏铝酸钠，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$\stackrel{足量CO_{2}}{→}$Al（OH）₃$\stackrel{灼烧}{→}$Al₂O₃（熔融）$→_{冰晶石}^{电解}$Al；
故答案为：浸出液$\stackrel{足量CO_{2}}{→}$Al（OH）₃$\stackrel{灼烧}{→}$Al₂O₃（熔融）$→_{冰晶石}^{电解}$Al．

点评 本题考查了物质的制备，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．