Question

3．鎳是重要的有色金屬之一，但粗鎳中一般含有Fe、Cu及難與酸、堿溶液反應(yīng)的不溶性雜質(zhì)而影響使用．現(xiàn)對(duì)粗鎳進(jìn)行提純，具體的反應(yīng)流程如下：

已知：
①2Ni₂O_{3（黑色）}$\frac{\underline{\;750℃\;}}{\;}$4NiO_（黑色）+O₂↑
②

物質(zhì)	CuS	Cu（OH）2	Ni（OH）2	NiS
Ksp	8.8×10-38	2.2×10-20	5.48×10-18	3.2×1018

根據(jù)信息回答：
（1）₂₈Ni在周期表中的第四周期；鎳與稀硝酸反應(yīng)的離子方程式為3Ni+8H⁺+2NO₃^-=3Ni²⁺+2NO↑+4H₂O．實(shí)驗(yàn)表明鎳的浸出率與溫度有關(guān)，隨著溫度升高鎳的浸出率增大，但當(dāng)溫度高于70℃時(shí)，鎳的浸出率又降低，浸出渣中Ni（OH）₂含量增大，其原因?yàn)闇囟壬�高時(shí)，Ni²⁺的水解程度變大；
（2）在溶液A的凈化除雜中，先調(diào)節(jié)PH=5.5，加熱煮沸5min，靜置一段時(shí)間后，過(guò)濾出Fe（OH）₃．為了得到純凈的溶液B還需要加入以下物質(zhì)C進(jìn)行除雜（填正確答案標(biāo)號(hào)）．
A、NaOH       B、Na₂S        C、H₂S         D、NH₃﹒H₂O
（3）已知以下三種物質(zhì)的溶解度關(guān)系：NiC₂O₄＞NiC₂O₄•H₂O＞NiC₂O₄•2H₂O．由濁液C得到固體D的操作包括過(guò)濾、洗滌、干燥（填操作名稱(chēng)）； D生成E的化學(xué)方程式為4NiC₂O₄•2H₂O+3 O₂=2Ni₂O₃+8CO₂↑+8H₂O．
（4）1molE經(jīng)上述流程得到純鎳，理論上參加反應(yīng)的氫氣為2 mol．
（5）測(cè)定樣品中的鎳含量的基本思路是將Ni²⁺轉(zhuǎn)化為沉淀，通過(guò)測(cè)量沉淀的質(zhì)量進(jìn)一步推算Ni含量．已知Ni²⁺能與CO₃^2-，C₂O₄^2-、S^2-等離子形成沉淀，但測(cè)定時(shí)常選用丁二酮肟（C₄H₈N₂O₂）作沉淀劑，生成分子式為C₈H₁₄N₄O₄Ni的鮮紅色沉淀．從實(shí)驗(yàn)誤差角度分析主要原因?yàn)椋荷�成沉淀質(zhì)量大，稱(chēng)量誤差小，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高．

Answer 1

分析 流程分析可知，粗鎳稀硫酸酸溶得到溶液A含有Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，凈化除雜得到溶液B加入草酸溶液充分反應(yīng)得到濁液C過(guò)濾經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鎳離子，洗滌干燥得到NiC₂O₄•2H₂O，空氣中加熱分解生成Ni2O3，加熱反應(yīng)生成暗紅色NiO用氫氣還原得到鎳；
（1）₂₈Ni核外有4層電子，是第四周期元素；根據(jù)流程圖可知鎳與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鎳和NO、水，Ni（OH）₂是由Ni²⁺水解而得到的，所以溫度過(guò)高時(shí)Ni²⁺的水解程度變大，浸出渣中Ni（OH）₂含量增大；
（2）AB選項(xiàng)中含有Na⁺，則溶液B中有Na⁺雜質(zhì)，不純凈，錯(cuò)誤；若選用D，則Cu（OH）₂ Ni（OH）₂的溶度積相差不大，而且引入NH₄⁺，不易的純凈的硝酸鎳溶液，錯(cuò)誤；C、CuS與NiS的溶度積相差很大，Cu²⁺沉淀完全而且不會(huì)引入新的雜質(zhì)，正確，答案選C；
（3）利用3種物質(zhì)的溶解度的差異，濁液C中主要得NiC₂O₄•2H₂O，所以沉淀過(guò)濾之后應(yīng)洗滌、干燥沉淀；固體E為黑色，所以應(yīng)是Ni₂O₃；則D生成E的化學(xué)方程式為4NiC₂O₄•2H₂O+3 O₂=2Ni₂O₃+8CO₂↑+8H₂O；
（4）1mol Ni₂O₃經(jīng)上述流程轉(zhuǎn)化為2molNiO，2molNiO與氫氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鎳，需要?dú)錃獾奈镔|(zhì)的量是2mol；
（5）因?yàn)镹i²⁺與丁二酮肟（C₄H₈N₂O₂）生成的C₈H₁₄N₄O₄Ni鮮紅色沉淀的沉淀質(zhì)量大，稱(chēng)量誤差小，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高．

解答 解：（1）₂₈Ni核外有4層電子，是第四周期元素；根據(jù)流程圖可知鎳與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鎳和NO、水，離子方程式為：3Ni+8H⁺+2NO₃^-=3Ni²⁺+2NO↑+4H₂O；實(shí)驗(yàn)表明鎳的浸出率與溫度有關(guān)，隨著溫度升高鎳的浸出率增大，但當(dāng)溫度高于70℃時(shí)，鎳的浸出率又降低，浸出渣中Ni（OH）₂含量增大，Ni（OH）₂是由Ni²⁺水解而得到的，所以溫度過(guò)高時(shí)Ni²⁺的水解程度變大，浸出渣中Ni（OH）₂含量增大；
故答案為：四；3Ni+8H⁺+2NO₃^-=3Ni²⁺+2NO↑+4H₂O；溫度升高時(shí)，Ni²⁺ 的水解程度變大；
（2）AB選項(xiàng)中含有Na⁺，則溶液B中有Na⁺雜質(zhì)，不純凈，錯(cuò)誤；若選用D，則Cu（OH）₂ Ni（OH）₂的溶度積相差不大，而且引入NH₄⁺，不易的純凈的硝酸鎳溶液，錯(cuò)誤；C、CuS與NiS的溶度積相差很大，Cu²⁺沉淀完全而且不會(huì)引入新的雜質(zhì)，正確，
故答案為：C；
（3）利用3種物質(zhì)的溶解度的差異，濁液C中主要得NiC₂O₄•2H₂O，所以沉淀過(guò)濾之后應(yīng)洗滌、干燥沉淀，則操作Ⅰ、Ⅱ名稱(chēng)是洗滌、干燥；固體E為黑色，所以應(yīng)是Ni₂O₃；則D生成E的化學(xué)方程式為：4NiC₂O₄•2H₂O+3 O₂=2Ni₂O₃+8CO₂↑+8H₂O；
故答案為：洗滌；干燥；4NiC₂O₄•2H₂O+3O₂=2Ni₂O₃+8CO₂↑+8H₂O；
（4）1mol Ni₂O₃經(jīng)上述流程轉(zhuǎn)化為2molNiO，2molNiO與氫氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成單質(zhì)鎳，需要?dú)錃獾奈镔|(zhì)的量是2mol；
故答案為：2；
（5）因?yàn)镹i²⁺與丁二酮肟（C₄H₈N₂O₂）生成的C₈H₁₄N₄O₄Ni鮮紅色沉淀的沉淀質(zhì)量大，稱(chēng)量誤差小，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高．
故答案為：生成沉淀質(zhì)量大，稱(chēng)量誤差小，分析結(jié)果準(zhǔn)確度高．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離方法和流程的理解應(yīng)用，主要是物質(zhì)性質(zhì)分析，反應(yīng)離子方程式書(shū)寫(xiě)，除雜方法的應(yīng)用，掌握基礎(chǔ)是關(guān)鍵，題目難度中等．