Question

（20分）高纯度镍是许多有机反应的催化剂。某化学课题组拟以电镀废液（含有NiSO₄、CuSO₄和FeSO₄）为原料，设计提取高纯镍的简单工艺如下（阴离子省略）：

难溶电解质	NiS	CuS	Cu(OH)2	Ni(OH)2	Fe(OH)3
Ksp或沉淀完全的pH	1.1×10^－21	1.3×10^－36	pH=9	pH=9.5	pH=3.7

注：Ni(OH)₂开始沉淀时的pH=7。

（1）加入新制氯水所发生反应的离子方程式为                  。

（2）加入NiCO₃的目的是                  。

（3）在实验室中灼烧所使用的仪器有                  。

（4）由氧化镍制备高纯度镍，有两种方案：

方案1：氧化镍溶于稀硫酸，加入足量锌粉，过滤、洗涤、干燥。

方案2：锌与稀硫酸反应产生氢气，氢气还原氧化镍。

制备等质量的镍粉，从消耗原料量、产品纯度、实验安全等角度评价两种方案的优点。

方案1：                                    。

方案2：                                    。

（5）方案2所用的氢气可以选用下列装置中的            来制取（填写字母，下同），收集氢气可选用装置                。

（6）若将D装置和E装置相连制取并收集干燥纯净的X气体，则X气体可以是下列气体中的                      。装置D中导管a的作用是           。

a．CO₂       b．Cl₂        c．NO      d．SO₂

Answer

（共20分）（1）Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－（2分）

（2）调节溶液pH=3.7，使溶液中的 Fe3＋完全变成Fe(OH)3沉淀而除去（2分）

（3）酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳（3分）

（4）方案1：操作简便、节省原料、实验安全（2分）

方案2：产品纯度较高（2分）

（5）BD（2分）；FH（2分）

（6）d（2分）；平衡分液漏斗和烧瓶中的气压，便于分液漏斗中液体顺利流下。（3分）

【解析】

试题分析：（1）分析题给流程知电镀废液加入新制氯水Fe2＋被氧化为Fe3＋，发生反应的离子方程式为Cl2＋2Fe2＋===2Fe3＋＋2Cl－；（2）结合题给工艺流程和信息知加入NiCO3的目的是调节溶液pH=3.7，使溶液中的 Fe3＋完全变成Fe(OH)3沉淀而除去；（3）在实验室中固体的灼烧所使用的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、坩埚、坩埚钳；（4）方案1：操作简便、节省原料、实验安全。方案2：产品纯度较高；（5）锌与稀硫酸反应制备氢气为固体和液体不加热制备气体，可选用装置中的BD来制取；氢气难溶于水，可用排水法收集，氢气密度比空气小且与空气中的成分不反应，可用向下排空气法收集，故收集氢气可选用FH装置；（6）根据装置D装置和E装置的特点及气体的性质分析，该装置可制取并收集干燥纯净的氯气，选b；装置D中导管a的作用是平衡分液漏斗和烧瓶中的气压，便于分液漏斗中液体顺利流下。

考点：以电镀废液再利用的工艺流程为载体考查物质的分离提纯，化学实验基本操作，气体的制备，化学实验方案的分析、评价及离子方程式的书写。