问题 填空题

(14分)镍是一种十分重要的有色金属,但粗镍中一般含有Fe、Cu及难与酸、碱溶液反应的不溶性杂质而影响使用。现对粗镍进行提纯,具体的反应流程如下:

已知:

①2Ni2O3(黑色) 4NiO(暗绿色) + O2

物质CuSCu(OH)2Ni(OH)2NiS
Ksp8.8×10-362.2×10-205.48×10-163.2×10-19
 

根据信息回答: 

(1)28Ni在周期表中的第      周期;镍与稀硝酸反应的离子方程式为                                                      。实验表明镍的浸出率与温度有关,随着温度升高镍的浸出率增大,但当温度高于70℃ 时,镍的浸出率又降低,浸出渣中Ni(OH)2含量增大,其原因为                                            

(2)在溶液A的净化除杂中,首先将溶液A煮沸,调节PH=5.5,加热煮沸5min,静置一段时间后,过滤出Fe(OH)3。为了得到纯净的溶液B还需要加入以下物质      进行除杂(填正确答案标号)。

A、NaOH       B、Na2S        C、H2S         D、NH3﹒H2O

(3)已知以下三种物质的溶解度关系:NiC2O4>NiC2O4·H2O> NiC2O4·2H2O。则操作I、II名称是               ; D生成E的化学方程式为                       。

(4)1molE经上述流程得到纯镍,理论上参加反应的氢气为         mol。

(5)测定样品中的镍含量的基本思路是将Ni2+转化为沉淀,通过测量沉淀的质量进一步推算Ni含量。已知Ni2+能与CO32-,C2O42-、S2-等离子形成沉淀,但测定时常选用丁二酮肟(C4H8N2O2)作沉淀剂,生成分子式为C8H14N4O4Ni的鲜红色沉淀。从实验误差角度分析主要原因为:                                                  

答案

(除标注的空外,每空2分)

(1)四(1分);3Ni + 8H+ + 2NO3 = 3Ni2+ + 2NO↑+ 4H2O, 温度升高时,Ni2+的水解程度变大。

(2)C

(3)洗涤、干燥(各1分) 4NiC2O4·2H2O +3 O2= 2Ni2O3+ 8CO2↑ +8H2O

(4) 2

(5)生成沉淀质量大,称量误差小,分析结果准确度高。

题目分析:(1)28Ni核外有4层电子,是第四周期元素;根据流程图可知镍与稀硝酸反应生成硝酸镍和NO、水,离子方程式为3Ni + 8H+ + 2NO3 = 3Ni2+ + 2NO↑+ 4H2O;Ni(OH)2是由Ni2+水解而得到的,所以温度过高时Ni2+的水解程度变大,浸出渣中Ni(OH)2含量增大;

(2)AB选项中含有Na+,则溶液B中有Na+杂质,不纯净,错误;若选用D,则Cu(OH)2 Ni(OH)2的溶度积相差不大,而且引入NH4+,不易的纯净的硝酸镍溶液,错误;C、CuS与NiS的溶度积相差很大,Cu2+沉淀完全而且不会引入新的杂质,正确,答案选C;

(3)利用3种物质的溶解度的差异,浊液C中主要得NiC2O4·2H2O,所以沉淀过滤之后应洗涤、干燥沉淀;固体E为黑色,所以应是Ni2O3;则D生成E的化学方程式为4NiC2O4·2H2O +3 O2= 2Ni2O3+ 8CO2↑ +8H2O;

(4)1mol Ni2O3经上述流程转化为2molNiO,2molNiO与氢气发生氧化还原反应,生成单质镍,需要氢气的物质的量是2mol;

(5)因为Ni2+与丁二酮肟(C4H8N2O2)生成的C8H14N4O4Ni鲜红色沉淀的沉淀质量大,称量误差小,分析结果准确度高。

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