Question

【題目】Ni2O3主要用作陶瓷、搪瓷和玻璃的著色顏料，也可用于鎳粉的制造，其中一種生產工藝如下(已知還原性：Fe2+>Ni2+)：

回答下列問題：

(1) Ni2O3中Ni 的化合價為________________。

(2)為了提高金屬鎳廢料浸出速率，在“酸浸”時可采取的措施有_______________________(寫兩條)。

(3)若將H2O2溶液改為酸性KMnO4溶液(在該實驗條件下，Ni2+不能被KMnO4氧化)，則“氧化”過程中的離子方程式為_______________________；加入Na2CO3溶液調pH，產生的“濾渣X”是_____________。

(4)從濾液A中可回收利用的主要物質是___________________；加入NaClO溶液和NaOH溶液，“氧化”生成Ni2O3的離子方程式為_________________________。

(5)工業上用鎳為陽極，電解0.05～0.1mol·L-1NiCl2溶液與一定量NH4Cl組成的混合溶液，可得到高純度、球形的超細鎳粉。當其他條件一定時，NH4Cl 的濃度對陰極電流效率及鎳的成粉率的影響如下圖所示：

①NH4Cl濃度最好控制為____________g·L-1。

②當NH4Cl濃度大于15g·L-1時，陰極有氣體生成，導致陰極電流效率降低，相應的電極反應式

為______________________。

Answer 1

【答案】 +3 適當升高溫度，增大鹽酸的濃度，攪拌或將鎳廢料研成粉末等 5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O Fe(OH)3 NaCl 2Ni2++ClO-+4OH-=Ni2O3↓+Cl-+2H2O 10 2H++2e-=H2↑(或2NH4++2H2O+2e-=2NH3·H2O+H2↑

【解析】本題考查化學工藝流程，Ni2O3中O顯－2價，則Ni的價態為＋3價；（2）提高浸出率的措施是適當升高溫度，增大鹽酸的濃度，攪拌或將鎳廢料研成粉末等；（3）金屬鎳的廢料中含有Fe，鐵與鹽酸反應生成FeCl2，高錳酸鉀具有強氧化性，能把Fe2＋氧化成Fe3＋，本身被還原成Mn2＋，離子反應方程式為：5Fe2＋+MnO4－+8H＋=5Fe3＋+Mn2＋+4H2O；加入Na2CO3的目的是調節pH，讓Fe3＋以氫氧化鐵的形式沉淀出來，因此濾渣X為Fe(OH)3；（4）根據溶解過程，產生CO2，因此沉鎳發生的離子反應是Ni2＋＋CO32－=NiCO3↓，濾液A的成分是NaCl和過量的Na2CO3；加入NaClO溶液，利用ClO－的強氧化性，把Ni2＋氧化成Ni3＋，因此離子反應方程式為2Ni2＋+ClO－+4OH－=Ni2O3↓+Cl－+2H2O；（5）①根據圖像，當NH4Cl的濃度為10g·L－1時，陰極電流效率以及鎳的成粉率達到最高；②根據題意，當達到15g·L－1時，陰極有氣體產生，即陰極反應式為2H＋＋2e－=H2↑，或2NH4＋+2H2O+2e－=2NH3·H2O+H2↑。