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【题目】镍(Ni)有良好的耐高温、耐腐蚀、防锈功能,在电池、催化剂方面有广泛的应用。以硫化镍矿(主要成分为NiS,另含少量CuSFeS等杂质)为原料制取纯镍的工艺流程如下:

已知物质的还原性:FeNiH2Cu

回答下列问题:

1)在熔炼过程中,二价铁的化合价没有发生改变,则杂质FeSO2反应的化学方程式为___________________

2)高镍矿破碎、细磨的作用是___________________

3)在焰色反应实验中,可以用光洁无锈的镍丝代替铂丝蘸取化学试剂灼烧,原因是___________________

4除铁过程中,反应的化学反应方程式为___________________

5电解制粗镍过程中,阳极发生的主要电极反应为___________________

6电解精炼过程中,需调节溶液的pH25,原因是___________________。阳极泥的成分为___________________(写名称)。

【答案】2FeS+3O22FeO+2SO2 增大接触面积,提高浮选率 镍在焰色反应中,火焰呈无色,不影响其他金属元素的焰色 SiO2+2FeOFe2SiO4 NiS-2e-=Ni2++S pH<2时,溶液中c(H+)较大,H+易在阴极放电;pH>5时,Ni2+易形成Ni(OH)2沉淀

【解析】

已知物质的还原性:FeNiH2Cu,根据工艺流程分析可知,硫化镍矿在熔炼过程中,通入氧气后发生氧化还原反应,生成可用于制取硫酸的SO2,并得到低镍矿,向低镍矿中加入石英发生反应SiO2+2FeOFe2SiO4,得到高镍矿,再经破碎、细磨后得到镍矿粉进行浮选,进而得到含有少量CuSNiS,接着在NiSO4作电解质溶液的条件下进行电解,NiSCuS在阳极失去电子得到S单质和Cu2+Ni2+Cu2+Ni2+再在阴极得到电子得到含有少量Cu的粗镍,最后再在NiSO4溶液中,调节pH2~5,电解精炼得到纯镍,据此分析解答。

(1)熔炼过程中,二价铁的化合价没有发生改变,高温条件下,杂质FeSO2反应生成FeOSO2,反应的化学方程式为2FeS+3O22FeO+2SO2,故答案为:2FeS+3O22FeO+2SO2

(2)为了提高浮选率,得到较高纯度NiS,可将高镍矿破碎、细磨,增大其接触面积,故答案为:增大接触面积,提高浮选率;

(3)因为镍在焰色反应中,火焰呈无色,不会影响其他金属元素的焰色,所以在焰色反应实验中,可以用光洁无锈的镍丝代替铂丝蘸取化学试剂进行灼烧,故答案为:镍在焰色反应中,火焰呈无色,不影响其他金属元素的焰色;

(4)根据上述分析可知,除铁过程中,向低镍矿中加入石英发生反应SiO2+2FeOFe2SiO4,故答案为:SiO2+2FeOFe2SiO4

(5)“电解制粗镍过程中,主要是NiS在阳极失去电子得到S单质和Ni2+,发生的主要反应为NiS-2e-=Ni2++S,故答案为:NiS-2e-=Ni2++S

(6)已知物质的还原性:FeNiH2Cu,则氧化性:Cu2+>H+>Ni2+,若当pH<2时,溶液中c(H+)较大,H+易在阴极放电,不易得到Ni单质,pH>5时,Ni2+易形成Ni(OH)2沉淀,电解精炼过程中,得到的阳极泥的主要成分为Cu单质,故答案为:pH<2时,溶液中c(H+)较大,H+易在阴极放电;pH>5时,Ni2+易形成Ni(OH)2沉淀;铜。

练习册系列答案
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A.a点溶液中Na2CO3NaCl物质的量相等

B.b点溶液中发生反应的化学方程式为:NaHCO3 + HCl = NaCl+H2O+CO2

C.c点溶液中氯化钠的物质的量浓度为0.05 mol·L1

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请根据以上信息回答下列问题:

1)写出下列物质的化学式

A______B______C__________________

2)写出下列反应化学方程式:

反应___________________________________

反应___________________________________

3)写出下列反应离子方程式:

反应___________________________________

反应___________________________________

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下列有关说法正确的是

A.制取NaHCO3的反应是利用其溶解度小于NaCl

B.在过程②中将MgCl2·6H2O灼烧即可制得无水MgCl2

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②用另一量筒量取50 mL0.55mol/L NaOH溶液,并用另一温度计测出其温度;

③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。

回答下列问题:

1)大小烧杯中填充泡沫塑料的作用是____

2)倒入NaOH溶液的正确操作是___(从下列选出)。

A.一次迅速倒入 B.分三次少量倒入 C.沿玻璃棒缓慢倒入

3)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是____

4)实验数据如下表:

①请填写下表中的空白:

温度

实验次数

起始温度t1

终止温度t2/

温度差平均值(t2t1/

H2SO4

NaOH

平均值

1

26.2

26.0

26.1

29.5

___

2

27.0

27.4

27.2

32.3

3

25.9

25.9

25.9

29.2

4

26.4

26.2

26.3

29.8

②近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c4.18 J/℃)。则中和热ΔH____ 取小数点后一位)。

③上述实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)____

a.实验装置保温、隔热效果差

b.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度

c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中

d.量取NaOH溶液的体积时仰视读数

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2)向氯水中滴入Na2CO3溶液,有气体生成,说明氯水中含有的粒子是___(填粒子符号)。

3)氯水经光照后,观察到的现象是_______,溶液的酸性_____(填“增强”“不变”或“减弱”)。

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