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    15．三氧化二镍（Ni2O3）是一种灰黑色无气味有光泽的块状物，易碎成细粉末，常用于制造高能电池．工业上以金属镍废料生产NiCl2，继而生产Ni2O3的工艺流程如下：

    下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH（开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算）．
    氢氧化物 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Al（OH）3 Ni（OH）2
     开始沉淀的pH 1.1 6.5 3.5 7.1
     沉淀完全的pH 3.2 9.7 4.7 9.2
    （1）为了提高金属镍废料浸出的速率，在“酸浸”时可采取的措施有：①适当升高温度；②搅拌；③增大盐酸的浓度（或将镍废料研成粉末等）等．
    （2）酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-，另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+等．沉镍前需加Na2CO3控制溶液pH范围为4.7～7.1．
    （3）从滤液A中可回收利用的主要物质是Na2CO3和NaCl．
    （4）“氧化”生成Ni2O3的离子方程式为2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O．
    （5）工业上用镍为阳极，电解0.05～0.1mol•L-1NiCl2溶液与一定量NH4Cl组成的混合溶液，可得到高纯度、球形的超细镍粉．当其它条件一定时，NH4Cl的浓度对阴极电流效率及镍的成粉率的影响如图所示，则NH4Cl的浓度最好控制为10 g•L-1．

    （6）如果在“沉镍”步骤把Na2CO3改为加草酸，则可以制得草酸镍晶体（NiC2O4•2H2O）．草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时，可以制得Ni2O3，同时获得混合气体．草酸镍晶体受热分解的化学方程式为2NiC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑+4H2O．

    分析 酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Cl-，另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+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，使铝离子、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）升高温度、增大酸的浓度、充分搅拌、增大接触面积等可以提高浸出的速率；
    （2）沉镍前要将铝离子和铁离子沉淀完全，而镍离子不能产生沉淀；
    （3）滤液A中主要含有氯化钠，可回收利用；
    （4）Cl元素由+1价降低到-1价，即反应生成NaCl，而Ni由+2价升高到+3价，根据原子守恒与电子转移守恒配平；
    （5）选择镍的成粉率最高的浓度；
    （6）草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时，可以制得Ni2O3，同时获得混合气体，根据元素守恒可知混合气体为CO和CO2的混合气体，据此书写．

    解答 解：（1）为了提高金属镍废料浸出的速率，还可以增大盐酸的浓度（或将镍废料研成粉末等）等；
    故答案为：增大盐酸的浓度（或将镍废料研成粉末等）；
    （2）沉镍前要将铝离子和铁离子沉淀完全，而镍离子不能产生沉淀，所以溶液的PH值控制在4.7～7.1；
    故答案为：4.7～7.1；
    （3）滤液A中主要含有氯化钠，可回收利用，
    故答案为：NaCl；
    （4）Cl元素由+1价降低到-1价，即反应生成NaCl，而Ni由+2价升高到+3价，生成Ni2O3，反应离子方程式为：2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O，
    故答案为：2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O；
    （5）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，
    故答案为：10 g•L-1；
    （6）草酸镍晶体在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时，可以制得Ni2O3，同时获得混合气体，根据元素守恒可知混合气体为CO和CO2的混合气体，则反应为：2NiC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑+4H2O；
    故答案为：2NiC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑+4H2O．

    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、氧化还原反应的书写、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．

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    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    5．草酸晶体的组成可用H2C2O4•xH2O表示，为了测定x值，进行如下实验：
    ①称取wg草酸晶体，配成100.00mL水溶液．
    ②量取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀硫酸．
    ③用浓度为amol•L-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色为止．
    所发生的反应：2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O．
    试回答：
    （1）实验中不需要的仪器有（填编号）cfj，还缺少的仪器有（填名称）铁架台（带滴定管夹）、胶头滴管．
    a．托盘天平（带砝码，镊子）  b．滴定管c．100mL量筒     d．100mL容量瓶    e．烧杯  f．漏斗 g．锥形瓶      h．玻璃棒   i．药匙        j．烧瓶
    （2）实验中，标准液KMnO4溶液应装在酸式滴定管中，因为KMnO4溶液有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管中的橡皮管．
    （3）若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测得的x值会无影响（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．
    （4）在滴定过程中若用amol•L-1的KMnO4溶液VmL，则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为0.1aVmol•L-1，由此可计算x值是$\frac{50W}{9aV}$-5．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    6．氧化还原反应与四种基本反应类型的关系如图所示，则下列化学反应属于阴影部分的是（　　）
    A．Cl2+2KBr═Br2+2KClB．2NaHCO3$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑
    C．3Mg+N2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Mg3N2D．2Na2O2+2CO2═2Na2CO3+O2

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    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    3．草酸是一种二元弱酸，可用作还原剂、络合剂、掩蔽剂、沉淀剂．某校课外小组的同学设计利用C2H2气体制取H2C2O4•2H2O．
    回答下列问题：
    （1）甲组的同学利用电石（主要成分CaC2，少量CaS及Ca3P2等）并用图1装置制取C2H2[反应原理为：CaC2+2H2O→Ca（OH）2+C2H2（g）△H＜0，反应剧烈]：

    ①装置A用饱和食盐水代替水并缓慢滴入烧瓶中，其目的是减慢反应速率，平缓地产生乙炔．
    ②装置B中，NaClO将H2S、PH3氧化为硫酸及磷酸，本身还原为NaCl，其中H2S被氧化的离子方程式为H2S+4ClO-=SO42-+4Cl-+2H+．
    （2）乙组的同学根据文献资料，用Hg（NO3）2作催化剂，浓硝酸氧化乙炔制取H2C2O4•2H2O．制备装置如图2：
    ①装置D多孔球泡的作用是增大乙炔气体与硝酸的接触面，充分反应；装置E的作用是防止倒吸．
    ②D中生成H2C2O4的化学方程式为C2H2+8HNO3$\frac{\underline{\;Hg（NO_{3}）_{2}\;}}{20-70℃}$H2C2O4+8NO2+4H2O．
    ③从装置D得到产品，还需经过浓缩结晶、过滤（填操作名称）洗涤及干燥．
    （3）丙组设计了测定乙组产品在H2C2O4•2H2O的质量分数实验．他们的实验步骤如下：精确称取m g产品于锥形瓶中，加入适量的蒸馏水溶解，在加入少量稀硫酸，然后用cmol/L酸性KMnO4标准溶液进入滴定，滴至溶液显微红色；共消耗标准溶液VmL．
    ①滴定时，KMnO4标准溶液盛放在酸式滴定管中（填“酸式”或“碱式”）．
    ②滴定时KMnO4被还原Mn2+，其反应的离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O，滴定过程中发现褪色速率先慢后逐渐加快，其主要原因是生成的Mn2+是该反应的催化剂．
    ③产品中H2C2O4•2H2O的质量分数为$\frac{0.315cV}{m}×100%$（列出含m、c、v的表达式）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    10．（1）标准状况下，1m3的可燃冰可转化为160L甲烷和0.8m3的水．则可燃冰中n（CH4）：n（H2O）=$\frac{160}{22.4}$：$\frac{8×1{0}^{5}}{18}$（列出计算式即可）．
    （2）羰基硫（COS）多产生于煤化工合成气中，能引起催化剂中毒，可通过水解反应：COS（g）+H2O （g）?H2S（g）+CO2（g）△H除去．相关的化学键键能数据如表；
     化学键C=O（CO2）C=O（COS）C=S（COS）H-SH-O
    E/kJ•mol-1803742577339465
    则△H为）=-35kJ/mol．
    （3）近期太阳能利用又有新进展．利用太阳能由CO2制取C的原理如图1所示，若重整系统发生的反应中$\frac{n（FeO）}{n（C{O}_{2}）}$=4，则重整系统中发生反应的化学方程式4FeO+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$C+2Fe2O3．
    （4）NaHS可用于污水处理的沉淀剂．已知：25℃时，H2S的电离常数Ka1=1.0×10-7，Ka2=7.0×10-15，反应Hg2+（aq）+HS-（aq）?HgS（s）+H+（aq）的平衡常数K=1.75×1038，则Ksp（HgS）=4.0×10-53．

    （5）已知CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）△H=-42kJ•mol-1，在进气比[n（CO）：n（H2O）]不同时，测得相应的CO的平衡转化率如图2，图中各点对应的反应温度可能相同，也可能不同．图中D、E两点对应的反应温度分别为TD和TE．判断：2TD＜TE（填“＜”、“=”或“＞”）．
    ②与图2中E点对应的反应温度相同的为AG（填字母，多填倒扣分）．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．向10mLamol•L-1NH4Al（SO4）2溶液中，滴加bmol•L-1Ba（OH）2溶液10mL，下列叙述不正确的是（　　）
    A．当2a=b时，溶液中生成的沉淀质量最大
    B．当a=2b时，发生的离子反应为2NH4++SO42-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+2NH3•H2O
    C．当2b≤3a时，发生的离子反应为3SO42-+2Al3++3Ba2++6OH-═3BaSO4↓+2Al（OH）3↓
    D．当2a＜b≤2.5a时，溶液中的n（AlO2-）为0.02（b-2a） mol

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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．（1）下列反应能设计成化学能转化为电能的装置是A；
    A、Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu　　B、KOH+HCl=KCl+H2O
    （2）若将（1）中的反应设计成原电池，请在图1方框中画出该原电池的装置图，写出电极材料和电解质溶液，并标出电子的流动方向．
    并写出电极反应式：正极发生还原反应，电极反应式为：Cu2++2e-=Cu；
    （3）日常生活中的手电筒干电池通常是锌锰电池，其构造示意图如图2，据图回答：
    ①作正极的是碳棒；
    ②负极的电极反应是Zn-2e-=Zn2+；
    ③许多国家对废电池进行回收，其主要原因是废电池对环境会造成污染．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．能正确表示下列反应的离子方程式是（　　）
    A．用过量石灰乳吸收工业尾气中的SO2：Ca2++2OH-+SO2═CaSO3↓+H2O
    B．用酸性KMnO4溶液与H2O2反应，证明H2O2具有还原性：2MnO4-+6H++5H2O2═2Mn2++5O2↑+8H2O
    C．用铜做电极电解NaCl溶液：2C1-+2 H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$H2↑+Cl2↑+2OH-
    D．将 Fe2O3 加入到 HI 溶液中：Fe2O3+6H+═2Fe3++3 H2O

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．设NA为阿伏加德罗常数，下列说法正确的是（　　）
    A．4.6 g NO2与N2O4的混合气体中所含氮原子数为0.1NA
    B．常温常压下1.6 g甲烷所含共用电子对数为0.1NA
    C．标准状况下，6.72 L CO2与足量NO2反应转移电子数为0.6NA
    D．50 mL 98%浓硫酸（密度为1.84 g•cm-3）与足量铜共热，转移的电子数为 0.92NA

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