Question

1．某NiO的废料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，用此废料提取NiSO₄和Ni的流程如图：

已知：有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如表：

物质	Fe（OH）3	Al（OH）3	Ni（OH）2	Fe（OH）2	Mg（OH）2
开始沉淀	1.5	3.6	7.3	7.0	9.6
完全沉淀	3.8	4.7	9.3	9.0	12.0

（1）滤渣1的主要成分为SiO₂．
（2）从滤液2中获得NiSO₄•6H₂O的实验操作加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥．
（3）用离子方程式解释加入H₂O₂的作用2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（4）加NiO调节溶液的pH至5，则生成沉淀的离子方程式有2Fe³⁺+3NiO+3H₂O=2Fe（OH）₃+3Ni²⁺、2Al³⁺+3NiO+3H₂O=2Al（OH）₃+3Ni²⁺．
（5）电解浓缩后的滤液2可获得金属镍，其基本 反应原理如图：
①A电极反应式为Ni²⁺+2e^-=Ni和2H⁺+2e^-═H₂↑．
②若一段时间后，在A、B两极均收集到11.2L气体（标准状况下），能得到Ni29.5g．

Answer 1

分析 某NiO的废料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，加入稀硫酸溶解后过滤得到滤渣1为SiO₂，滤液为NiSO₄、FeSO₄、CuSO₄、Al₂（SO₄）₃，、MgSO₄，浸出液通过电解铜离子得到电子析出铜，溶液中脱铜后的溶液中加入过氧化氢氧化亚铁离子，再加入氧化镍调节溶液PH，使铁离子，铝离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液1中加入NH₄F沉淀Mg²⁺，生成沉淀滤渣3为MgF₂，过滤得到的滤液2，滤液2中获得NiSO₄．6H₂O晶体的方法是通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到晶体，电解浓缩后的滤液2可获得金属镍，据此答题．

解答 解：废料提取NiSO₄和Ni的流程为：某NiO的废料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，加入稀硫酸溶解后过滤得到滤渣1为SiO₂，滤液为NiSO₄、FeSO₄、CuSO₄、Al₂（SO₄）₃，、MgSO₄，浸出液通过电解铜离子得到电子析出铜，溶液中脱铜后的溶液中加入过氧化氢氧化亚铁离子，再加入氧化镍调节溶液PH，使铁离子，铝离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液1中加入NH₄F沉淀Mg²⁺，生成沉淀滤渣3为MgF₂，过滤得到的滤液2，滤液2中获得NiSO₄．6H₂O晶体的方法是通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到晶体，电解浓缩后的滤液2可获得金属镍；
（1）上述分析可知，滤渣1主要成分为SiO₂，
故答案为：SiO₂；
（2）溶液中得到溶质晶体的方法是依据溶质溶解度随温度变化，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到结晶水合物，从滤液2中获得NiSO₄．6H₂O的实验操作是加热浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥，
故答案为：加热浓缩、冷却结晶；
（3）加入H₂O₂的作用是在酸性溶液中氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH易于沉淀，过氧化氢发生反应的离子方程式为：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案为：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）加入氧化镍调节溶液PH，使铁离子，铝离子全部沉淀，反应的离子方程式有 2Fe³⁺+3NiO+3H₂O=2Fe（OH）₃+3Ni²⁺、2Al³⁺+3NiO+3H₂O=2Al（OH）₃+3Ni²⁺，
故答案为：2Fe³⁺+3NiO+3H₂O=2Fe（OH）₃+3Ni²⁺、2Al³⁺+3NiO+3H₂O=2Al（OH）₃+3Ni²⁺；
（5）滤液2为NiSO₄溶液，电解NiSO₄溶液，
①根据图示可知，A电极反应式为 Ni²⁺+2e^-=Ni 和2H⁺+2e^-═H₂↑，
故答案为：Ni²⁺+2e^-=Ni；
②一段时间后在A、B两极均收集到11.2L气体（标准状况下），气体物质的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
阳极电极反应：Ni²⁺+2e^-═Ni
                 1mol  0.5mol
             2H⁺+2e^-=H₂↑；
               1mol  0.5mol
阴极电极反应为4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
                  2mol     0.5mol
生成Ni物质的量为0.5mol，质量为0.5mol×59/mol=29.5g，
故答案为：29.5．

点评 本题考查了物质分离和制备流程的分析判断，主要是实验基本操作和电解池原理的分析应用，物质性质和电极反应书写、电子守恒的计算应用是解题关键，题目难度中等．