Question

1．某NiO的廢料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等雜質(zhì)，用此廢料提取NiSO₄和Ni的流程如圖：

已知：有關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如表：

物質(zhì)	Fe（OH）3	Al（OH）3	Ni（OH）2	Fe（OH）2	Mg（OH）2
開始沉淀	1.5	3.6	7.3	7.0	9.6
完全沉淀	3.8	4.7	9.3	9.0	12.0

（1）濾渣1的主要成分為SiO₂．
（2）從濾液2中獲得NiSO₄•6H₂O的實(shí)驗(yàn)操作加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥．
（3）用離子方程式解釋加入H₂O₂的作用2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2H₂O．
（4）加NiO調(diào)節(jié)溶液的pH至5，則生成沉淀的離子方程式有2Fe³⁺+3NiO+3H₂O=2Fe（OH）₃+3Ni²⁺、2Al³⁺+3NiO+3H₂O=2Al（OH）₃+3Ni²⁺．
（5）電解濃縮后的濾液2可獲得金屬鎳，其基本 反應(yīng)原理如圖：
①A電極反應(yīng)式為Ni²⁺+2e^-=Ni和2H⁺+2e^-═H₂↑．
②若一段時(shí)間后，在A、B兩極均收集到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），能得到Ni29.5g．

Answer 1

分析 某NiO的廢料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等雜質(zhì)，加入稀硫酸溶解后過(guò)濾得到濾渣1為SiO₂，濾液為NiSO₄、FeSO₄、CuSO₄、Al₂（SO₄）₃，、MgSO₄，浸出液通過(guò)電解銅離子得到電子析出銅，溶液中脫銅后的溶液中加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子，再加入氧化鎳調(diào)節(jié)溶液PH，使鐵離子，鋁離子全部沉淀，過(guò)濾得到濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，濾液1中加入NH₄F沉淀Mg²⁺，生成沉淀濾渣3為MgF₂，過(guò)濾得到的濾液2，濾液2中獲得NiSO₄．6H₂O晶體的方法是通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥得到晶體，電解濃縮后的濾液2可獲得金屬鎳，據(jù)此答題．

解答 解：廢料提取NiSO₄和Ni的流程為：某NiO的廢料中有FeO、CuO、Al₂O₃、MgO、SiO₂等雜質(zhì)，加入稀硫酸溶解后過(guò)濾得到濾渣1為SiO₂，濾液為NiSO₄、FeSO₄、CuSO₄、Al₂（SO₄）₃，、MgSO₄，浸出液通過(guò)電解銅離子得到電子析出銅，溶液中脫銅后的溶液中加入過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子，再加入氧化鎳調(diào)節(jié)溶液PH，使鐵離子，鋁離子全部沉淀，過(guò)濾得到濾渣2為氫氧化鐵和氫氧化鋁沉淀，濾液1中加入NH₄F沉淀Mg²⁺，生成沉淀濾渣3為MgF₂，過(guò)濾得到的濾液2，濾液2中獲得NiSO₄．6H₂O晶體的方法是通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥得到晶體，電解濃縮后的濾液2可獲得金屬鎳；
（1）上述分析可知，濾渣1主要成分為SiO₂，
故答案為：SiO₂；
（2）溶液中得到溶質(zhì)晶體的方法是依據(jù)溶質(zhì)溶解度隨溫度變化，通過(guò)蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過(guò)濾洗滌，干燥得到結(jié)晶水合物，從濾液2中獲得NiSO₄．6H₂O的實(shí)驗(yàn)操作是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌、干燥，
故答案為：加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；
（3）加入H₂O₂的作用是在酸性溶液中氧化亞鐵離子為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液PH易于沉淀，過(guò)氧化氫發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
故答案為：2H⁺+H₂O₂+2Fe²⁺═2Fe³⁺+2H₂O；
（4）加入氧化鎳調(diào)節(jié)溶液PH，使鐵離子，鋁離子全部沉淀，反應(yīng)的離子方程式有 2Fe³⁺+3NiO+3H₂O=2Fe（OH）₃+3Ni²⁺、2Al³⁺+3NiO+3H₂O=2Al（OH）₃+3Ni²⁺，
故答案為：2Fe³⁺+3NiO+3H₂O=2Fe（OH）₃+3Ni²⁺、2Al³⁺+3NiO+3H₂O=2Al（OH）₃+3Ni²⁺；
（5）濾液2為NiSO₄溶液，電解NiSO₄溶液，
①根據(jù)圖示可知，A電極反應(yīng)式為 Ni²⁺+2e^-=Ni 和2H⁺+2e^-═H₂↑，
故答案為：Ni²⁺+2e^-=Ni；
②一段時(shí)間后在A、B兩極均收集到11.2L氣體（標(biāo)準(zhǔn)狀況下），氣體物質(zhì)的量=$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol，
陽(yáng)極電極反應(yīng)：Ni²⁺+2e^-═Ni
                 1mol  0.5mol
             2H⁺+2e^-=H₂↑；
               1mol  0.5mol
陰極電極反應(yīng)為4OH^--4e^-=2H₂O+O₂↑
                  2mol     0.5mol
生成Ni物質(zhì)的量為0.5mol，質(zhì)量為0.5mol×59/mol=29.5g，
故答案為：29.5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離和制備流程的分析判斷，主要是實(shí)驗(yàn)基本操作和電解池原理的分析應(yīng)用，物質(zhì)性質(zhì)和電極反應(yīng)書寫、電子守恒的計(jì)算應(yīng)用是解題關(guān)鍵，題目難度中等．