Question

（15分）某NiO的废料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等杂质，用此废料提取NiSO₄和Ni的流程如下：

已知：有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下图：

（1）滤渣1的主要成分为          。

（2）电解脱铜：金属铜在          极析出。

（3）①用离子方程式解释加入H₂O₂的作用          。

②加Na₂CO₃调节溶液的pH至5，则滤渣2的主要成分为          。

（4）从滤液2中获得NiSO₄^.6H₂O的实验操作是          、过滤、洗涤、干燥。

（5）电解浓缩后的滤液2可获得金属镍，其基本反应原理示意图如下：

①A极的电极反应式为          和2H⁺+2e^-=H₂↑。

②B极附近pH会          （填“增大”、“减小”或“不变”）；用平衡移动原理解释B极附近pH变化的原因：          。

③若一段时间后，在A、B两极均收集到11.2L气体（标准状况下），理论上能得到Ni          g。

Answer

（1）SiO2（1分）；（2）阴（1分）；

（3）①2H+ +H2O2 + 2Fe2＋= 2Fe3＋+ 2H2O；②Fe(OH)3、Al(OH)3（答出1个给1分）

（4）加热浓缩、冷却结晶

（5）①Ni2++2e-===Ni ；②减小（1分）

H2OH++OH-，OH-在B极放电使c（OH-）降低，平衡向右移动，c（H+）增大，导致pH降低

③29.5

【解析】

试题分析：（1）某NiO的废料中有FeO、CuO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质，用稀硫酸处理，金属氧化物与酸反应产生相应的硫酸盐，而酸性氧化物SiO2不能发生反应，以固体形式存在，所以得到的炉渣成分是SiO2；（2）电解含有各种金属阳离子的溶液，由于离子放电能力：Cu2+>H+>Fe2+>Al3+>Mg2+,所以在阴极Cu2+得到电子，被还原为金属Cu。（3）①由于Fe2+、Ni2+形成沉淀的溶液的pH接近，不容易把杂质Fe2+除去，而Fe3+完全沉淀时溶液的pH小于4，可以很好的除去，所以加入H2O2的目的就是将Fe2+氧化为Fe3+除去。用离子方程式表示是2H+ +H2O2 + 2Fe2＋= 2Fe3＋+ 2H2O；②加Na2CO3调节溶液的pH至5，根据图像可知形成的沉淀是Fe(OH)3、Al(OH)3，所以滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。（4）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。（5）①根据同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引的原则，A极为阴极。该电极的电极反应式为Ni2++2e-===Ni和2H++2e-=H2↑。②B极为阳极，反应反应：OH—-4e-=2H2O+O2↑。由于OH—不断放电，使附近溶液中c(H+)增大，所以pH会减小。用平衡移动原理解释B极附近pH变化的原因：H2OH++OH-，OH-在B极放电使c（OH-）降低，平衡向右移动，c（H+）增大，导致pH降低。③在整个闭合回路中电子转移的物质的量相等。2×n(Ni)+2×n(H2)=4×n(O2)。2×n(Ni)+ 2×0.5=4×0.5，n(Ni)= 0.5mol.则m(Ni)= 0.5mol×59g/mol=29.5g。

考点：考查用NiO的废料提取NiSO4和Ni的流程的知识。主要包括混合物的分离、反应条件的控制、离子方程式的书写、电化学的应用、物质质量的计算的知识。