2024届高三化学一轮复习--工业流程题实验题（镍专题）含答案.pdf

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1、1工业流程题，实验题(镍专题)1 从含镍催化剂(含NiO、Fe2O3、Al2O3等物质)中回收金属资源的流程如下：下列说法错误的是A.试剂X可以是NaOH溶液B.“酸化”反应的离子方程式为CO2+AlO-2+2H2O=HCO-3+Al OH3C.该工艺回收的金属资源为Fe2O3、Al2O3、NiSO47H2OD.若杂质中含有Fe2+，浓缩结晶所得产品中可能含有FeSO47H2O2 从电镀污泥(含Ni2+、Ca2+、Fe3+、Al3+等)中提取镍的工艺流程如图所示，下列说法错误的是已知：丁二酮肟可与Ni2+反应生成易溶于有机溶剂的配合物：Ni2+2C4H8N2ONi(C4H7N2O)2+2H+A

2、.“氨浸”可除去Ca2+、Fe3+、Al3+等金属阳离子B.进行操作I时，将有机相从分液漏斗上口倒出C.操作II为反萃取，试剂X可为盐酸，有机相可返回操作I循环使用D.操作III可能为过滤、洗涤、干燥、灼烧3 一种以镍电极废料(含Ni以及少量Al2O3，Fe2O3和不溶性杂质)为原料制备NiOOH的过程可表示为：“酸浸”后溶液中的金属离子除Ni2+外还有少量的Al3+和Fe2+等。下列说法错误的是A.氧化性：Fe3+Ni2+B.氧化过程的离子方程式：2Ni2+ClO-+4OH-=2NiOOH+Cl-+H2OC.除杂过程仅为过滤操作D.工业上可电解碱性Ni OH2悬浊液制备NiOOH，加入一定量

3、的KCl有助于提高生产效率4 氢镍电池适合大电流放电，常用作动力电池，其负极材料M为Ni、石墨粉和少量La、Mg、MnO2，放电时电池反应为NiOOH+MH=Ni(OH)2+M。实验室对废旧氢镍电池进行综合处理，回收部分金属资2024届高三化学一轮复习-工业流程题，实验题（镍专题）含答案2源的工艺流程如图：已知：Ni2+可形成Ni(NH3)62+配离子；Ksp(MgF2)=5.210-11；H2SO4第一步完全电离，Ka(HSO-4)=1.110-2。回答下列问题：(1)氢镍电池充电时，阴极反应式为；“放电处理”的目的为。(2)“酸浸”所得浸渣中几乎不含MnO2的原因为。(3)“沉镧”工序中，

4、溶液的pH与沉镧率的变化关系如图所示。pHCoNiHCu依据数据，“转炉吹炼”的主要目的是：富集镍元素，除去部分。“电解造液”时，用镍铁合金作阳极，H2SO4溶液作电解质溶液。电解过程中阴极产生的气体是。电解一段时间后，有少量Ni在阴极析出，为防止Ni析出降低NiSO46H2O的产率，可向电解质溶液中加入(填试剂)。(2)制备NiSO46H2O3已知：常温下，金属离子完全转化为氢氧化物沉淀的 pH：金属离子Fe3+Fe2+Cu2+Co2+Ni2+完全沉淀的pH2.88.36.79.48.9加入Na2CO3之前，NaClO和Fe2+反应离子方程式是，Na2CO3的作用是：。铜元素的质量：含铜滤渣

5、Ni2+，A项正确；BNi2+经过KClO的氧化，得到NiOOH，反应的离子方程式为2Ni2+ClO-+4OH-=2NiOOH+Cl-+H2O，B项正确；C除杂过程包括：调节 pH，将 Al3+和 Fe2+转化为沉淀，再过滤除去不溶性杂质，C项错误；D电解碱性 Ni(OH)2悬浊液制备NiOOH，阳极反应为：Ni(OH)2-e-+OH-=NiOOH+H2O，若加入一定量的KCl，氯离子在阳极上失电子生成氯气，氯气在碱性条件下生成 ClO-，ClO-将 Ni(OH)2氧化为NiOOH，有助于提高生产效率，D项正确；故选C。4(1)M+H2O+e-=MH+OH-使电极反应充分进行，提高原料利用率，

6、同时可防止拆解时发生危险(2)石墨粉和Mg在焙烧时可将MnO2还原(3)H+浓度过高与SO2-4结合成HSO-4使SO2-4浓度降低，La2(SO4)3Na2SO4xH2O的溶解平衡正向移动，使沉镧率降低(4)5.210-7molL-1氟离子水解生成的HF腐蚀玻璃(5)2MnO-4+3Mn2+2H2O=5MnO2+4H+(6)氨水用量不易控制，加入氨水过量或不足均使镍沉淀率低(Ni2+易与NH3形成配离子使镍沉淀率低)Na2SO4【详解】(1)由信息知，氢镍电池充电时，阴极反应式为M+H2O+e-=MH+OH-；“放电处理”的目的为使电极反应充分进行，提高原料利用率，同时可防止拆解时发生危险，

7、故答案为：M+H2O+e-=MH+OH-；使电极反应充分进行，提高原料利用率，同时可防止拆解时发生危险；(2)原料中含有石墨粉和活泼金属，焙烧时可将MnO2还原，故“酸浸”所得浸渣中几乎不含MnO2，故答案为：石墨粉和Mg在焙烧时可将MnO2还原；(3)由信息知，“沉镧”工序中，镧离子形成La2SO43Na2SO4xH2O后过滤分离出来，若溶液的 pHCoNiHCu，电解的过程中大多数Cu元素都变成阳极泥Cu2+H2S=CuS+2H+根据KspNi(OH)2=c(Ni2+)c2(OH-)=5.4810-16可知，Ni2+开始沉淀的c(OH-)为2.010-8mol/L，即Ni2+开始沉淀的pH

8、为6.3。Cu2+完全沉淀的pH为6.7，调节溶液的pH除去Cu2+时会使部分Ni2+沉淀造成损失加热浓缩、冷却结晶、过滤【详解】(1)依据数据,“转炉吹炼”的主要目的是：富集镍元素，除去部分铁元素和磷元素；电解过程中阴极发生还原反应，氢离子得电子，产生的气体是氢气，电解一段时间后，有少量Ni在阴极析出，为防止Ni析出降低NiSO46H2O的产率，故可以加入更易得电子的铜离子防止镍离子放电，故电解过程中阴极产生的气体是H2；电解一段时间后，有少量Ni在阴极析出，为防止Ni析出降低NiSO46H2O的产率，可向电解质溶液中加入CuSO4溶液；(2)在酸性条件下，NaClO和Fe2+反应生成Fe3

9、+和Cl-，反应的离子方程式是ClO-+2Fe2+2H+=2Fe3+Cl-+H2O；加入Na2CO3溶液的作用是：调节 pH使Fe3+生成Fe(OH)3；根据电解原理，越活泼金属越易失去电子被氧化，金属活动性：FeCoNiHCu，电解的过程中大多数Cu元素都变成阳极泥，所以铜元素的质量：含铜滤渣CHsp、sp3(2)3(3)12,12,12+nb21(4)4、62.061032NAa2b【详解】(1)同周期从左往右电负性增强，电负性：HCN。晶胞中CN-中N有三键采取sp杂化，而NH3中N价层电子对为3+5-132=1采取sp3杂化，即晶胞中N的杂化方式为sp、sp3；(2)晶胞中CN-位于8

10、条棱上有814=2个。Ni位于8个顶点有818=1个，NH3和C6H6为中性，所以Ni为+2价。Ni2+价电子排布为3d8，价电子排布图为；Ni有两个未成对电子，而Ti价电子排布为3d24s2，Ge的价电子排布为4s24p2，Se价电子排布为4s24p4，所以共有3种与镍未成对电子数相同。(3)苯分子填充于空隙正中心，其二维投影位于底面的中心，则A点的C的坐标为12，12，12+nb。C6H6位于体内占有1个，而NH3位于两条棱上414=1，该物质的化学式为Ni(CN)2(NH3)(C6H6)。CN-中有一个键，NH3中有3个键，苯环中有6+6=12个键。分子中键数为21+31+(6+6)1+4=21。(4)从晶胞可以看出，与C进行配位的Ni2+经晶胞延伸有4个配位数。而与N进行配位的Ni延伸后有6个。晶胞的密度为MNNAV=59+(12+14)2+126+6+14+3NAa2b10-30g/cm3=2.06NAa2b1032g/cm3。