Question

金属镍具有优良的物理和化学特性，是高技术产业的重要原料．
（1）羰基法提纯镍涉及的反应为：Ni（s）+4CO（g）?Ni（CO）₄（g）
①当温度升高时，

c[Ni(CO)4]

c(CO)

减小，则△H

 

0（填“＞”或“＜”）．
②一定温度下，将一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是

 

（填代号）．

若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数一（填“增大”、“不变”或“减小”），反应进行3s后测得Ni（CO）₄的物质的量为0.6mol，则0-3s内的平均反应速率v（CO）=

 

mol?L^-1?S^-1．
③要提高上述反应中CO的转化率，同时增大反应速率，可采取的措施为

 

（写出一条措施即可）．
（2）以NiS0₄溶液为电解质溶液进行粗镍（含Fe、Zn、Cu、Pt、Au等杂质）的电解精炼，下列说法正确的是

 

（填代号）．（已知氧化性：Fe²⁺＜Ni²⁺＜Cu²⁺）
a．电解过程中，化学能转化为电能
b．粗镍作阳极，发生还原反应
c．利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属
d．粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比
（3）1业上用硫化镍（NiS）作为电极材料冶炼镍．电解时，硫化镍中的硫元素以单质形态沉积在某电极附近，镍元素以Ni²⁺形态进入电解液中，如图所示：硫化镍与电源的

 

（填“正极”或“负极”）相接．写出阳极的电极反应式

 

．

Answer 1

考点：反应热和焓变,化学电源新型电池,化学平衡状态的判断,电解原理

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）①化学平衡常数只受温度的影响，T升高K增大，T正反应为吸热反应，反之正反应为放热反应，据此解答；
②反应向正向进行有CO气体生成气体Ni（CO）₄密度增大；
反应向正向进行，CO浓度减小，速率减小，当CO正反应速率不变时说明反应掉的CO速率等于生成CO的速率，反应达到平衡状态；
该反应是放热反应，一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，开始时反应正向进行，焓变发生改变；
一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，反应正向进行，CO转化率升高，达到平衡时，消耗的CO等于生成的CO，故转化率保持不变；
根据给出条件可求出用Ni（CO）₄表示的3s内反应速率，然后依据反应速率之比等于方程式计量系数之比求出v（CO）；
③根据外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响；
（2）依据电解精炼铜原理分析，粗镍做阳极，发生氧化反应，精镍做阴极发生还原反应据此分析解答；
（3）从图象可知NiS通电后发生氧化反应生成S和Ni²⁺，电解池中发生氧化反应为阳极，故NiS与电影的正极相连做阳极，硫离子失去电子发生氧化反应生成硫单质和镍离子，阳极电解反应式为：NiS-2e^-=Ni²⁺+S；

解答： 解：（1）该反应的平衡常数为K=

[Ni(CO)4]

[CO]4

，当温度升高时，

c[Ni(CO)4]

c(CO)

减小，则K=

[Ni(CO)4]

[CO]4

减小，故反应为放热反应，所以△H＜0；
故答案为：＜；
②a．反应向正向进行有CO气体生成气体Ni（CO）₄密度增大，故a错误；
b．反应向正向进行，CO浓度减小，速率减小，当CO正反应速率不变时说明反应掉的CO速率等于生成CO的速率，反应达到平衡状态，故b正确；
c．该反应是放热反应，一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，开始时反应正向进行，焓变发生改变，故c错误；
d．一定量的粗镍和CO加入一恒压密闭容器中，反应正向进行，CO转化率升高，达到平衡时，消耗的CO等于生成的CO，故转化率保持不变，故d正确；
故选bd；
V（Ni（CO）₄）=

△C

△t

=

0.6mol 1L

3s

=0.2mol?L^-1?S^-1，V（CO）：V（Ni（CO）₄）=4：1，所以V（CO）=0.8mol?L^-1?S^-1；
故答案为；2mol?L^-1?S^-1；
③增大压强，化学反应速率加快，化学平衡向气体体积减小的方向移动，即正反应方向，NO的转化率转化率增大；
故答案为：增大压强；
（2）a．电解过程中，电能转化为化学能，故A错误；
b．粗镍作阳极，发生氧化反应，故b错误；
c．Cu、Pt、Au金属活动性比镍弱，不放电，沉降在阳极区形成阳极泥，利用阳极泥可回收Cu、Pt、Au等金属，故c正确；
d．根据阴极的电极反应式Ni²⁺+2e^-=Ni 可知每通过2mol电子，析出1mol镍，所以粗镍精炼时通过的电量与阴极析出镍的质量成正比，故d正确；
故选cd．
（3）从图象可知NiS通电后发生氧化反应生成S和Ni²⁺，电解池中发生氧化反应为阳极，故NiS与电影的正极相连做阳极，硫离子失去电子发生氧化反应生成硫单质和镍离子，阳极电解反应式为：NiS-2e^-=Ni²⁺+S；
故答案为：正极；NiS-2e^-=Ni²⁺+S．

点评：本题考查了平衡常数的应用，化学平衡的移动及影响因素，电解池的工作原理，题目综合性非常强，难度大，需要对所学知识能够熟练运用．