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14.Ni2O3主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的着色剂,也可用于镍粉的制造.以镍粉废料为原料制备Ni2O3的工艺如图1

回答下列问题:
(1)Ni2O3中Ni的化合价为+3.
(2)提高“酸浸”、“酸溶”速率时,温度不宜过高,其原因是温度高,HCl挥发加快.
(3)加入H2O2“氧化”的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;滤渣A的主要成分是Fe(OH)3(填化学式).
(4)工艺中分步加入Na2CO3的作用是将Fe3+和Ni2+分别沉淀出来;为提高原料的利用率,应控制加入NaClO与NaOH的物质的量之比为1:4.
(5)工业上,用镍为阳极,电解0.1mol/L NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液,可得高纯度的球形超细镍粉.当其他条件一定时,NH4Cl的浓度对阴极电流效率(电流效率是指电解时,在电极上实际沉积的物质的量与理论析出量之比)及镍的成粉率的影响如图2所示:
①为获得高纯度的球形超细镍粉,NH4Cl溶液的浓度最好控制为0.2mol/L.
②当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,阴极有气体生成,导致阴极电流效率降低,请结合平衡移动原理解释其原因:随着NH4+浓度增大,水解平衡NH4++H2?NH3•H2O+H+,向右移动,H+浓度增大,导致阴极析出H2

分析 酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-,另含有少量Fe2+、Fe3+等,加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铁离子全部沉淀,过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得NiCO3,滤液A中含有NaCl等物质,将NiCO3再溶于盐酸,得氯化镍溶液,向其中加入次氯酸钠和氢氧化钠溶液可得Ni2O3
(1)根据化合物中化合价代数和为0计算;
(2)温度过高,HCl挥发,不利用金属离子的溶解;
(3)过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铁离子全部沉淀;
(4)工艺中分步加入Na2CO3的作用是将Fe3+和Ni2+分别沉淀出来;根据反应2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O;
(5)①选择镍的成粉率最高的浓度;
②当NH4Cl浓度大于15g•L-1时,阴极有氢气生成,导致阴极电流效率降低.

解答 解:(1)Ni2O3中氧元素-2价,化合物中化合价代数和为0,则Ni的化合价为+3;
故答案为:+3;
(2)温度过高,HCl挥发,不利用金属离子的溶解;
故答案为:温度高,HCl挥发加快;
(3)过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,发生的反应为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铁离子全部沉淀,则滤渣为Fe(OH)3
故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;Fe(OH)3
(4)工艺中分步加入Na2CO3的作用是将Fe3+和Ni2+分别沉淀出来,为提高原料的利用率,NaClO与NaOH“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O,加入NaClO与NaOH的物质的量之比为 1:4;
故答案为:将Fe3+和Ni2+分别沉淀出来;1:4;
(5)①根据图2可知,NH4Cl的浓度为10g•L-1时,镍的成粉率最高,所以NH4Cl的浓度最好控制为10 g•L-1,浓度为$\frac{10}{53.3}$mol/L≈0.2mol/L;
故答案为:0.2;
②当NH4Cl溶液的浓度大于15g/L时,随着NH4+浓度增大,水解平衡NH4++H2?NH3•H2O+H+,向右移动,H+浓度增大,导致阴极析出H2
故答案为:随着NH4+浓度增大,水解平衡NH4++H2?NH3•H2O+H+,向右移动,H+浓度增大,导致阴极析出H2

点评 本题考查物质制备工艺流程,涉及反应速率影响因素、条件控制、陌生方程式书写、电解原理、信息获取能力等,是高考常考题型,是对学生综合能力的考查,题目难度中等.

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(3)反应②“电解”中,将二氧化氯气体通入阴极(填“阴极”或“阳极”)室获得亚氯酸根.
(4)反应③发生反应的化学方程式是2ClO2+H2O2+2NaOH═2NaClO2+2H2O+O2.该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:2.
(5)亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO2-、Cl-等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体.经测定,25℃时各组分含量随pH变化情况如图2所示(Cl-没有画出).下列说法正确的是ad(填字母).
a.亚氯酸钠在碱性条件下较稳定
b.NaClO2溶液中,$\frac{c(N{a}^{+})}{c(Cl{O}_{2}^{-})}$=1
c.使用该漂白剂的最佳pH为3
d.往NaClO2溶液中滴入稀盐酸,当pH>6时,溶液中主要反应是:ClO2-+H+═HClO2

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9.低浓度SO2废气的处理是工业难题,工业上常利用废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3的成本低,优势明显,其流程如图.

(1)为了使SO2尽可能吸收完全,在不改变吸收塔体积的条件下,可以采取的合理措施控制SO2流速、增大Na2CO3溶液的浓度.(写出两条)
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(3)图1为吸收塔中Na2CO3溶液与SO2反应过程中溶液组成变化.

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19.下列对物质的用途描述中错误的是(  )
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