Question

兰尼镍（Rancy-Ni）是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，广泛用作烯烃、氢化反应的催化剂。其高催化活性源于镍本身的催化性质和其多孔结构对氢气的强吸附性。以镍、铝为原料制备兰尼镍的工艺流程如下：

（1）“熔融”时通入氩气的目的是_____________________________________。

（2）“浸出”是整个流程的核心步骤，该步骤的目的是_____________________，发生反应的离子方程式为____________________________________。浸出反应所用NaOH溶液的浓度需达5mol·L^-1以上，若用NaOH稀溶液浸出时，则会产生Al(OH)₃沉淀阻止浸出反应持续进行，产生Al(OH)₃的化学方程式为___________________________。

（3）滤液的主要成分与过量CO₂反应的离子方程式为__________________。

（4）使用新制的兰尼镍进行氢化反应有时不需要加入氢气即可完成反应得到氢化产物，原因是________________________。

Answer 1

【知识点】物质的分离和提纯，物质的基本性质    C2   C5

【答案解析】（1）防止Ni、Al被空气氧化（1分）

（2）除去合金中大部分的铝，形成多孔结构便于吸附氢气（1分）；

2Al＋2OH^－＋2H₂O=2AlO₂^－＋3H₂↑(2分)；2Al＋6H₂O=2Al(OH)₃＋3H₂↑(2分)

(3)AlO₂^－＋CO₂＋2H₂O=Al(OH)₃↓＋HCO₃^－(2分)

(4)新制兰尼镍的多孔结构中吸附大量浸出时产生的氢气（1分）

    解析：（1）铝和镍在加热进行熔融时防止和空气中的氧气发生反应，必须通入惰性气体进行保护。

（2）在“浸出”时加入的氢氧化钠与原料中的铝发生反应而除去铝，发生的反应为2Al＋2OH^－＋2H₂O=2AlO₂^－＋3H₂↑；当碱液浓度比较小时，铝即可以和水发生反应生成氢氧化铝而阻止浸出反应持续进行。

（3）滤液中含有NaAlO₂，故与过量CO₂反应时生成Al(OH)₃↓和NaHCO₃。

（4）题目中提示镍的多孔结构对氢气具有强吸附性，在制取过程中产生的氢气被镍吸附，故在氢化时不需要加入氢气即可完成。

【思路点拨】本题考查了金属铝的性质，以信息的形式得到金属镍的强吸附性能，难度不大。