Question

【題目】是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學(xué)鍍鎳、生產(chǎn)電泡等。可由電鍍廢渣(除鎳元素外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素雜質(zhì))為原料獲得。工藝流程如下：

已知:①是一種不溶于水易溶于強(qiáng)酸的沉淀

②已知，的

(1)Ni的原子序數(shù)為28，則它在周期表中的位置為______，寫(xiě)出H2O2的結(jié)構(gòu)式______。

(2)步驟①，用稀硫酸溶解廢渣時(shí)，為了提高浸取率可采取的措施有______(任寫(xiě)一點(diǎn))。

(3)步驟②，向?yàn)V液I中加入適量溶液的目的是除去Cu2+和，其中除去Cu2+的離子方程式為______；加之前需控制pH不能太低的目的是______。

(4)步驟③的目的是除去Fe和Cr，溫度不能太高的原因是__。若在時(shí)，調(diào)除去鐵，此時(shí)溶液中__。

(5)濾液Ⅲ中溶質(zhì)的主要成分是______，檢驗(yàn)濾液Ⅲ中是否還有鐵元素的試劑是______。

(6)粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)，可用電解法制備高純度鎳，下列敘述正確的是__(已知：氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)

A.粗鎳作陽(yáng)極，純鎳作陰極

B.陽(yáng)極發(fā)生還原反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：

C.電解過(guò)程中，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等

D.電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子只有Cu2+和

E.電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt

Answer 1

【答案】第四周期，第Ⅷ族 H-O-O-H 加熱、攪拌、適當(dāng)增大硫酸濃度等 Cu2++ S2-=CuS↓ 避免生成H2S，影響除雜 防止H2O2受熱分解 2.6410-9mol/L NiSO4、Na2SO4、Cr2(SO4)3 KSCN溶液 AE

【解析】

由圖可知，向廢渣中加入硫酸酸浸，廢渣中的鎳單質(zhì)等與硫酸反應(yīng)得到硫酸鹽溶液，調(diào)pH過(guò)濾得濾液I，加Na2S的目的是除去銅、鋅等雜質(zhì)，加H2O2、NaOH的目的是除去鐵等雜質(zhì)，加Na2CO3的目的是除去鉻等雜質(zhì)，因此推斷濾液I的主要成分是NiSO4、CuSO4、ZnSO4、FeSO4、Cr2(SO4)3，濾液II的主要成分是NiSO4、FeSO4、Cr2(SO4)3、Na2SO4，濾液III的主要成分是NiSO4、Cr2(SO4)3、Na2SO4，據(jù)此解答。

(1) Ni的原子序數(shù)為28，電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2，則應(yīng)位于第四周期，第Ⅷ族；H2O2分子中含有兩個(gè)H-O鍵和一個(gè)O-O鍵。結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，

故答案為：第四周期，第Ⅷ族；H-O-O-H；

(2) 根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及規(guī)律可知，可以通過(guò)固體廢渣的粉碎、攪拌、加熱、適當(dāng)增加硫酸濃度等手段達(dá)到目的，

故答案為：加熱、攪拌、適當(dāng)增大硫酸濃度等；

(3) Na2S是可溶性鹽，溶于水時(shí)電離出S2-，S2-與Cu2+易反應(yīng)生成CuS沉淀，離子方程式為Cu2++ S2-=CuS↓；加Na2S之前需控制pH不能太低，否則會(huì)生成H2S，不利于除雜，

故答案為：Cu2++ S2-=CuS↓；避免生成H2S，影響除雜；

(4) 步驟③中加入過(guò)氧化氫，反應(yīng)溫度不能過(guò)高，主要是避免H2O2受熱分解而損失；

，的，pH=4時(shí)c(OH-)=10-10mol/L，則有c(Fe3+)（10-10）3=2.6410-39，c(Fe3+)=2.6410-9mol/L，

故答案為：防止H2O2受熱分解；2.6410-9mol/L；

(5)根據(jù)以上分析，濾液Ⅲ中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4、NiSO4；檢驗(yàn)濾液Ⅲ中是否還有鐵元素的試劑是KSCN溶液，

故答案為：Na2SO4、NiSO4；KSCN溶液；

(6) A.電解精煉鎳時(shí)，用粗鎳作陽(yáng)極，純鎳作陰極，故A正確；

B. 陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，其電極反應(yīng)式：Ni-2e-=Ni2+，Fe-2e-=Fe2+；Zn-2e-=Zn2+，故B錯(cuò)誤；

C. 電解過(guò)程中陽(yáng)極失電子的有Fe、Zn、Ni；陰極析出的是鎳；根據(jù)電子守恒，陽(yáng)極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加不相等，故C錯(cuò)誤；

D.電解時(shí)要用NiSO4作電解液，所以電解后，溶液中存在的金屬陽(yáng)離子除Cu2+和還有Ni2+，故D錯(cuò)誤；

E. 粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì)做陽(yáng)極，銅和鉑不失電子沉降電解池底部形成陽(yáng)極泥，電解后，電解槽底部的陽(yáng)極泥中只有Cu和Pt，故E正確。

故答案選AE。