硫*鎳是一種重要的化工中間體，是鎳行業研究的熱點。一種以石油化工中廢鎳催化劑（主要成分為NiCO3和SiO2，...

問題詳情：

硫*鎳是一種重要的化工中間體，是鎳行業研究的熱點。一種以石油化工中廢鎳催化劑（主要成分為NiCO3和SiO2，含少量Fe2O3、Cr2O3）為原料製備硫*鎳的工業流程如下：

已知：① NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均難溶於水，Cr(OH)3是兩**氧化物。

②Fe(OH)3不溶於NH4Cl—氨水的混合液，Ni(OH)2溶於NH4Cl—氨水的混合液生成。

③離子濃度≤10-5mol·L-1時，離子沉澱完全。

請回答下列問題：

（1）“*溶”時應先將廢鎳催化劑粉碎，再與20%硫*在100℃下反應2小時，該*作的目的為_____。

（2）“濾渣I”主要成分在工業上的用途為___（只寫1種即可），NH4Cl的電子式為_____。

（3）“一次鹼析”時，加入的NaOH溶液需過量，則含鉻微粒發生反應的離子方程式為____。

（4）“氨解”的目的為________， “淨化”時加入的H2S的目的是將鎳元素轉化為NiS沉澱，對應的離子方程式為：________。

（5）“氧化”時發生反應的離子方程為________。

（6）“二次鹼浸”時，若使溶液中的Ni2+沉澱完全，則需維持c(OH-)不低於____。(已知Ni(OH)2的Ksp=2×10-15， ≈1.4）。

（7）工業上利用電解法處理含*化鎳的**廢水並得到單質Ni的原理如圖所示。下列說法不正確的是________。

已知：①Ni2＋在弱**溶液中發生水解；

 ②氧化*：Ni2＋(高濃度)>H＋>Ni2＋(低濃度)。

A．碳棒上發生的電極反應：4OH－－4e－=O2↑＋2H2O

B．電解過程中，B中NaCl溶液的物質的量濃度將不斷減小

C．為了提高Ni的產率，電解過程中需要控制廢水pH

D．若將圖中陽離子膜去掉，將A、B兩室合併，則電解反應總方程式發生改變

【回答】

加快反應速率，提高鎳元素的浸出率    制玻璃或制光導纖維        Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O    實現鎳元素和鐵元素的分離        3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2O    1.4×10-5mol·L-1    B   

【分析】

廢鎳催化劑（主要成分為NiCO3和SiO2，含少量Fe2O3、Cr2O3）

經*溶得到硫*鎳、硫*鐵、硫*鉻溶液，二氧化矽不溶於*為濾渣Ⅰ的主要成分；向濾液中加入*氧化*溶液得到*氧化鎳沉澱、*氧化鐵沉澱、偏鉻**溶液，偏鉻**溶液為濾液Ⅰ的主要成分；向沉澱中加入NH4Cl—氨水的混合液，*氧化鐵沉澱不溶於此溶液，為濾渣Ⅱ的主要成分，*氧化鎳沉澱溶於此溶液得到溶液；向溶液中通入H2S，生成NiS沉澱；向沉澱中滴入稀**得到**鎳；向**鎳中加入*氧化*溶液得到*氧化鎳沉澱；向沉澱中加入硫*得到硫*鎳；在經過系列*作得到NiSO4·7H2O。據此解答。

【詳解】

（1）“*溶”時應先將廢鎳催化劑粉碎，再與20%硫*在100℃下反應2小時，是為了增大接觸面積，加快反應速率，提高鎳元素的浸出率。本小題*為：加快反應速率，提高鎳元素的浸出率。

（2）二氧化矽不溶於稀硫*，則“濾渣I”主要成分是二氧化矽， 二氧化矽主要應用於制玻璃或制光導纖維；NH4Cl中即含離子鍵又含共價鍵，是離子化合物，電子式為。本小題*為：制玻璃或制光導纖維；。

（3）根據資訊可知，Cr(OH)3是兩**氧化物，*質類似於*氧化鋁，鉻離子與少量*氧化*反應生成*氧化鉻，若*氧化*過量，則過量的*氧化*與*氧化鉻繼續反應生成偏鉻**，故“一次鹼析”時，加入的NaOH溶液需過量，則含鉻微粒發生反應的離子方程式為Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O。本小題*為：Cr3++4OH-=CrO2-+2H2O。

（4）廢鎳催化劑中的鐵元素在“一次鹼析”時轉化為*氧化鐵，由於Fe(OH)3不溶於NH4Cl—氨水的混合液，Ni(OH)2溶於NH4Cl—氨水的混合液生成，則 “氨解”的目的是實現鎳元素和鐵元素的分離；“淨化”時加入H2S，H2S與發生反應生成NiS沉澱，離子方程式為+H2S=NiS↓+2NH4++4NH3↑。本小題*為：實現鎳元素和鐵元素的分離；+H2S=NiS↓+2NH4++4NH3↑。

（5）“氧化”時發生的反應是稀**和NiS的反應，根據流程圖反應生成S，則稀**中的氮元素由+5價降低到+2價生成NO，NiS中的硫元素由-2價升高到0價生成S單質，根據得失電子守恆、電荷守恆和原子守恆，反應的離子方程式為3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2O。本小題*為：3NiS+8H++2NO3-=3Ni2++2NO↑+3S↓+4H2O。

（6）*氧化鎳中存在溶解平衡，。根據資訊離子濃度≤10-5mol·L-1時，離子沉澱完全，則，c(OH-)=1.4×10-5mol·L-1， 則若使溶液中的Ni2+沉澱完全，需維持c(OH-)不低於1.4×10-5mol·L-1。本小題*為：1.4×10-5mol·L-1。

（7）A. 由圖知，碳棒與電源正極相連是電解池的陽極，電極反應4OH−−4e−=2H2O+O2↑，故A正確；

B. 鍍鎳鐵棒與電源負極相連是電解池的*極，電極反應Ni2++2e−=Ni，電解過程中為平衡A、C中的電荷，A中的Na+和C中的Cl−分別通過陽離子膜和*離子膜移向B中，這使B中NaCl溶液的物質的量濃度不斷增大，故B錯誤；

C. 因Ni2+在弱**溶液中易發生水解；氧化*Ni2+(高濃度)>H+>Ni2+(低濃度)，為了提高Ni的產率，電解過程中需要控制廢水pH，故C正確；

D. 若將圖中陽離子膜去掉，由於放電順序Cl−>OH−，則Cl−移向陽極放電：2Cl− −2e−=Cl2↑，電解反應總方程式會發生改變，故D正確。*選B。

知識點：電解原理

題型：綜合題