Question

20．鎳黃鐵礦（主要含有NiS，含少量FeS、CuS），制取氫鎳蓄電池材料NiOOH的工藝流程圖如下：

（1）流程圖中前后兩次調pH，則用于調節(jié)pH的物質分別為酸、堿（填“酸”“堿”“水”）
（2）加壓氨浸在140℃左右時進行，請寫出生成紅棕色沉淀的化學方程式4FeS+8NH₃+9O₂+4H₂O=2Fe₂O₃+4（NH₄）₂SO₄
（3）加入S₂O₃^2-的目的是除去雜質Cu²⁺請寫出生成CuS的離子反應方程式H₂O+Cu²⁺+S₂O₃^2-=CuS↓+2H⁺+SO₄^2-
（4）氫鎳堿性蓄電池總反應為MH+NiOOH═M+Ni（OH）₂（M是儲氫合金材料）請寫出該電池工作時其負極的電極反應MH+OH^--e^-═M+H₂O．

Answer 1

分析 鎳黃鐵礦（主要含有NiS，含少量FeS、CuS）在加壓氨浸的作用下，可以將其中的亞鐵離子氧化為氧化鐵而除去，再向濾液中加入含硫代硫酸根離子的溶液，調節(jié)pH可以將銅離子轉化為硫化銅沉淀而除去，這樣所得到的溶液中主要含有Ni²⁺，為了使其轉化為目標產物NiOOH，可以使之在堿性環(huán)境下沉淀，再加熱即可得到目標產物．據(jù)此回答．

解答 解：鎳黃鐵礦（主要含有NiS，含少量FeS、CuS）在加壓氨浸的作用下，可以將其中的亞鐵離子氧化為氧化鐵而除去，再向濾液中加入含硫代硫酸根離子的溶液，調節(jié)pH可以將銅離子轉化為硫化銅沉淀而除去，這樣所得到的溶液中主要含有Ni²⁺，為了使其轉化為目標產物NiOOH，可以使之在堿性環(huán)境下沉淀，再加熱即可得到目標產物．
（1）第一次是將銅離子轉化為沉淀CuS而除去銅離子，在前邊加入的是氨，所以在這里需要調節(jié)pH是酸性環(huán)境，后面是將Ni²⁺，在堿性環(huán)境下沉淀，再加熱即可得到目標產物NiOOH，需要調節(jié)pH是堿性環(huán)境，
故答案為：酸、堿；
（2）鎳黃鐵礦（主要含有NiS，含少量FeS、CuS）在加壓氨浸的作用下，可以將其中的亞鐵離子氧化為氧化鐵，反應的方程式為：FeS+8NH₃+9O₂+4H₂O=2Fe₂O₃+4（NH₄）₂SO₄，故答案為：FeS+8NH₃+9O₂+4H₂O=2Fe₂O₃+4（NH₄）₂SO₄；
（3）加入S₂O₃^2-，在酸性環(huán)境下，可以將銅離子轉化為CuS沉淀，反應為：H₂O+Cu²⁺+S₂O₃^2-=CuS↓+2H⁺+SO₄^2-，故答案為：除去銅離子；H₂O+Cu²⁺+S₂O₃^2-=CuS↓+2H⁺+SO₄^2-；
（4）放電時是原電池、充電時是電解池，蓄電池放電時，負極上MH失電子發(fā)生氧化反應，電極反應式為MH+OH^--e^-═M+H₂O，故答案為：MH+OH^--e^-═M+H₂O．

點評 本題是一道關于物質的分離和基本操作知識的試驗流程題，涉及物質的性質、反應的書寫以及電化學的知識，難度中等．