2030年全球新能源動力電池鎳消費量將達到2020年全球鎳產(chǎn)量的近40%。堿式碳酸鎳[NiCO3?2Ni（OH）2?xH2O]在工業(yè)上可作為制備其他含鎳化合物的原料。工業(yè)上由某含鎳廢渣精礦（主要成分為NiO、Fe2O3，CuO、SiO2） 為原料制備堿式碳酸鎳的流程如圖1所示。
已知：①25°C時，相關(guān)離子開始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
| 離子 | Ni2+ | Fe3+ | Cu2+ |
| 開始沉淀時的pH | 6.4 | 2.2 | 4.4 |
| 完全沉淀時的pH | 8.4 | 3.5 | 6.7 |
回答下列問題：
（1）濾渣I的主要成分為
SiO2
SiO2
（填化學式）。（2）“除雜1”時應利用加入的Na2CO3溶液調(diào)節(jié)溶液的pH范圍為
3.5≤pH＜4.4
3.5≤pH＜4.4
。（3）“除雜2”時發(fā)生反應的離子方程式為NiS（s）+Cu2+（aq）?CuS（s）+Ni2+（aq）。25℃時，該反應的化學平衡常數(shù)為
1.25×10-9
1.25×10-9
；實驗測得此工序中加入NiS的物質(zhì)的量與“除雜1”所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量之比、反應溫度對“除雜2”所得濾渣中銅鎳比的關(guān)系分別如圖2和圖3所示。
則最佳的加入NiS的物質(zhì)的量與“除雜1“所得溶液中Cu2+的物質(zhì)的量之比和反應溫度分別為
1.6
1.6
、80℃
80℃
。（4）“萃取“和“反萃取“的最終目的是富集獲得含有
NiSO4
NiSO4
（填化學式）的水溶液。（5）“沉鎳”時應控制溫度為95°C，反應除生成NiCO3?2Ni（OH）2?xH2O外，還有一種無色氣體生成。該氣體為
非極性
非極性
分子（填“極性“或“非極性“）。（6）堿式碳酸鎳可進一步轉(zhuǎn)化制得鎳氫電池。鎳氫電池的工作原理為：Ni（OH）2+M
充電
放電
M+H2O+e-=MH+OH-
M+H2O+e-=MH+OH-
。（7）工業(yè)上，鎳作陽極，電解0.1mol?L-1NiCl2溶液與一定量NH4Cl溶液組成的混合溶液，可得到高純度的球形超細鎳粉。當其他條件一定時，NH4Cl的濃度對陰極電流效率（電極上實際沉積的物質(zhì)的量與理論析出量之比）及Ni的成粉率的影響如圖4所示。
①為獲得高純度的球形超細鎳粉，NH4Cl溶液的濃度最好控制為
10
10
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，請解釋其可能的原因是
隨著NH4Cl溶液濃度增大，銨根離子水解生成的氫離子濃度增大，導致陰極產(chǎn)生氫氣
隨著NH4Cl溶液濃度增大，銨根離子水解生成的氫離子濃度增大，導致陰極產(chǎn)生氫氣
。【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】SiO2；3.5≤pH＜4.4；1.25×10-9；1.6；80℃；NiSO4；非極性；M+H2O+e-=MH+OH-；10；隨著NH4Cl溶液濃度增大，銨根離子水解生成的氫離子濃度增大，導致陰極產(chǎn)生氫氣
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：29引用：2難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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