题目内容
【题目】NiCO3常用于催化剂、电镀、陶瓷等工业。现用某含镍电镀废渣(含Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)制取NiCO3的过程如图所示：
（1）流程中的试剂X（某钠盐）的化学式是___________。
（2）“氧化”时需保持滤液在40℃左右，用6%的H2O2溶液氧化。控制温度不超过40℃的原因是______（用化学方程式表示）。
（3）Fe2+也可以用NaClO3氧化，生成的Fe3+在较小pH条件下水解，最终形成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀而被除去，如图是pH—温度关系图，图中阴影部分为黄钠铁矾稳定存在的区域，下列说法不正确的是________(填字母)。
a．黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]中铁为+2价
b．pH过低或过高均不利于生成黄钠铁矾，其原因相同
c．氯酸钠在氧化Fe2+时，1 mol NaClO3得到的电子数为6NA
d．工业生产中温度常保持在85～95 ℃，加入Na2SO4后生成黄钠铁矾，此时溶液的pH约为1.2～1.8。
（4）加入Na2CO3溶液时，确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是_______________。
（5）某小组利用NiCO3制取镍氢电池的正极材料碱式氧化镍(NiOOH)，过程如图：
①已知 25℃时，Ksp[Ni(OH)2]＝2×10-15，当调节 pH≥9 时，溶液中残留的c(Ni2+)________mol/L。
②写出在空气中加热Ni(OH)2制取NiOOH的化学方程式________________。
③镍氢电池电解液为30%的KOH，负极为MH（即吸氢材料M吸附氢原子）。充电时也可实现Ni(OH)2转化为NiOOH。请写出放电时该电池的总反应式______________。
【答案】Na2S 2H2O2
2H2O+O2↑ ab 静置，取少量上层清液继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成 ≤2×10-5 4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O NiOOH+MH=M+ Ni(OH)2
【解析】
根据流程图，某含镍电镀废渣(含Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)用过量的酸溶解，其中的金属转化为金属阳离子，再加入适量X试剂，将铜离子和锌离子转化为硫化物沉淀除去，滤液中含有镍、铁、铬等金属离子，根据(2)可知，保持滤液在40℃左右，用6%的H2O2氧化Fe2+，再在95℃加入NaOH调节pH，除去铁和铬，在过滤后的滤液好加入碳酸钠得到NiCO3。据此分析解答。
(1)根据流程图，加入试剂X后生成了硫化铜和硫化锌沉淀，因此试剂X(某钠盐)为Na2S，故答案为：Na2S；
(2)由于过氧化氢受热容易分解，因此“氧化”时需保持滤液在40℃左右，温度不超过40℃，故答案为：2H2O22H2O+O2↑；
(3)a．黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]中钠为+1价，硫酸根为-2价，氢氧根为-1价，根据正负化合价的代数和为0，铁为+3价，故a错误；b．pH过低，[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]能够被酸溶解；pH过高，铁离子容易水解生成氢氧化铁或FeOOH沉淀，均不利于生成黄钠铁矾，原因不相同，故b错误；c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为6Fe2++ClO3-+6H+ ═6Fe3++Cl-+3H2O，1 mol NaClO3得到的电子数为6NA，故c正确；d．由图象可知，生成黄铁矾钢所需要的合适温度为85℃～95℃，pH约为1.2～1.8，故d正确；错误的有ab，故答案为：ab；
(4)确认Ni2+已经完全沉淀的实验方法是取上层清液，加入碳酸钠溶液观察是否有沉淀生成，判断镍离子是否全部沉淀，具体操作步骤为：静置，在上层清液中继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成，故答案为：静置，取少量上层清液继续滴加1～2滴Na2CO3溶液，无沉淀生成；
(5)①已知Ksp[Ni(OH)2]=2×10-15，当调节 pH≥9 时，c(H+)=10-9mol/L，则c(OH-)=
=10-5mol/L，c(Ni2+)=
=
=2×10-5 molL-1，故答案为：≤2×10-5；
②空气中加热Ni(OH)2，Ni(OH)2与空气中的氧气反应生成NiOOH和水，反应的化学方程式为：4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O，故答案为：4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O；
③镍氢电池电解液为30%的KOH，负极为MH(即吸氢材料M吸附氢原子)。充电时也可实现Ni(OH)2转化为NiOOH，则放电时NiOOH在正极发生还原反应生成Ni(OH)2，电池的总反应为MH与Ni(OH)2反应生成NiOOH和M，反应方程式为NiOOH+MH=M+ Ni(OH)2，故答案为：NiOOH+MH=M+ Ni(OH)2。
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【题目】我国高铁、航空航天、手机制造等都已经跻身世界一流水平，根据下列材料的应用回答问题。
应用 | “复兴号”高铁车轮 | “鲲龙”水陆两栖飞机零部件 | 华为折叠手机屏幕 |
用到的材料 | 高速钢 | 钛合金、铝合金 | 聚酰亚胺塑料 |
（1）上述材料中属于有机合成材料的是______，属于金属材料的是______（写一种即可）。
（2）飞机外壳用钛合金、铝合金的优点是______。
（3）在对高铁钢轨中的缝隙进行焊接时，常用铝和氧化铁在高温条件下反应生成熔融状态下的铁和另一种氧化物。写出该反应的化学方程式为______，反应基本类型是______。