Question

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1.0 mol·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___________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___________。

（3）从滤液A中可回收利用的主要物质是Na₂CO₃和___________。  

（4）“氧化”生成Ni₂O₃的离子方程式为___________。

（5）工业上用镍为阳极，电解0.05~0.1 mol·L^－1 NiCl₂ 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右图所示，则NH₄Cl的浓度最好控制为___________。

（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  ___________。

Answer

增大盐酸的浓度（或将镍废料研成粉末等） 4.7~7.1 NaCl 2Ni2＋＋ClO－＋4OH－＝Ni2O3↓＋Cl－＋2H2O 10 g·L－1 2NiC2O4·2H2ONi2O3+3CO↑+CO2↑+4 H2O

【解析】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)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(NiC2O4•2H2O)在热空气中干燥脱水后生成NiC2O4，NiC2O4再发生氧化还原反应(Ni由+2价升高到+3价，则C由+3价降低到+2价，题中要求生成混合气体，则另一气体为CO2)生成Ni2O3、CO、CO2，再利用化合价升降相等，Ni：升高2×(3-2)，C：升高1×(4-3)，C：降低：3×(3-2)，配平方程式为：2NiC2O4·2H2ONi2O3+3CO↑+CO2↑+4 H2O，故答案为：2NiC2O4·2H2ONi2O3+3CO↑+CO2↑+4 H2O。

点睛：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、陌生方程式书写、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。