Question

【題目】某科研小組利用工業(yè)廢料（主要成分NiO，含有少量Al2O3、FeO、CuO、BaO）回收NiO，并制備其他部分產(chǎn)品的工藝流程如下：

已知：①溶液中離子濃度小于等于1.0×10-5 mol·L-1時，認為該離子沉淀完全。

②25℃時，部分難溶物的溶度積常數(shù)如下表所示：

難溶物	CuS	Al(OH)3	Ni(OH)2	Fe(OH)3	Fe(OH)2
溶度積常數(shù)(Ksp)	6.3×10-36	1.3×10-33	2.0×10-15	4.0×10-38	1.8×10-16

請回答下列問題：

（1）H2S的電子式為_______________________________。

（2）“酸浸”時，Ni的浸出率與溫度的關(guān)系如圖所示。 溫度高于70℃，Ni的浸出率降低的主要原因為___________________________________________________________。

（3）“沉淀1”的主要成分為____________________（填化學(xué)式）。

（4）“濾液1”中通入H2S的作用為___________________。

（5）“轉(zhuǎn)化”過程中，發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式為________________________________。

（6）25℃時，“調(diào)節(jié)pH2”使沉淀3中金屬陽離子沉淀完全后，所得溶液中的C(H+)最大為____________（保留三位有效數(shù)字，已知≈1.4）。

（7）“操作I”主要包括蒸發(fā)濃縮、__________________、過濾、洗滌、干燥。

（8）NiO可通過鋁熱反應(yīng)冶煉Ni，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。

Answer 1

【答案】 溫度升高，Ni2+的水解程度增大 BaSO4 將Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去 2Fe2+ +C1O-+2H+ =2Fe3+ +Cl-+H2O 7.14×10-10 mol·L-1 降溫結(jié)晶（或冷卻結(jié)晶） 3NiO+2AlAl2O3 + 3Ni

【解析】試題分析：（1）H2S是共價化合物，含有2個H-S鍵；（2）溫度升高，Ni2+的水解程度增大，生成氫氧化鎳的量增大；(3) BaO與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀；（4）CuS難溶于水；（5）“轉(zhuǎn)化”過程中Fe2+被C1O-氧化為Fe3+；（6）根據(jù)25℃時，部分難溶物的溶度積常數(shù)，“調(diào)節(jié)pH1”析出氫氧化鐵沉淀、氫氧化鋁沉淀；（7）根據(jù)流程圖，沉淀2是CuS，灼燒生成氧化銅，加入硫酸生成硫酸銅溶液；通過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，可得硫酸銅晶體；（8）NiO與鋁反應(yīng)生成Ni和氧化鋁。

解析：（1）H2S是共價化合物，含有2個H-S鍵，電子式為；（2）溫度升高，Ni2+的水解程度增大，生成氫氧化鎳的量增大，所以溫度高于70℃，Ni的浸出率降低；(3) BaO與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀，“沉淀1”的主要成分為BaSO4；（4）CuS難溶于水，“濾液1”中通入H2S的作用為將Cu2+轉(zhuǎn)化為CuS沉淀除去；（5）“轉(zhuǎn)化”過程中Fe2+被C1O-氧化為Fe3+，離子方程式為2Fe2+ +C1O-+2H+ =2Fe3+ +Cl-+H2O；（6）根據(jù)流程圖“調(diào)節(jié)pH2”析出氫氧化鎳沉淀，鎳離子沉淀完全后，所得溶液中的C(OH-)= ，C(H+)= 7.14×10-10 mol·L-1 ；（7）根據(jù)流程圖，沉淀2是CuS，灼燒生成氧化銅，加入硫酸生成硫酸銅溶液；通過蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥，可得硫酸銅晶體；（8）NiO與鋁反應(yīng)生成Ni和氧化鋁，方程式為3NiO+2AlAl2O3 + 3Ni。