Question

【题目】某含镍（NiO）废料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质，用此废料提取NiSO4的工艺流程如图：

已知：①有关金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如图。

②25℃时，NH3·H2O的电离常数Kb＝1.8×10－5。

HF的电离常数Ka＝7.2×10-4，Ksp (MgF2)＝7.4×10－11。

（1）加Na2CO3调节溶液的pH至5，得到废渣2的主要成分是__________（填化学式）。

（2）Mg能与饱和NH4Cl溶液反应产生NH3，请用化学平衡移动原理解释（用必要的文

字和离子方程式回答）_______________________________________。

（3）25 ℃时，1 mol·L－1的NaF溶液中c(OH－)＝________ mol·L－1（列出计算式即可）。

NH4F溶液呈 _____（填“酸性”、“碱性”或“中性”）。

（4）已知沉淀前溶液中c(Mg2+)＝1.85×10－3mol·L－1，当除镁率达到99%时，溶液中c(F－)＝_______ mol·L－1。

（5）在NaOH溶液中用NaClO与NiSO4反应可得NiO(OH)，化学方程式为________________________________；NiO(OH)与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池（KOH溶液），工作原理为：LaNi5H6＋6NiO(OH) LaNi5＋6NiO＋6H2O，负极的电极反应式：__________________________________。

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3、Al(OH)3 NH4Cl水解产生H＋，NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg与H＋反应产生H2，使c(H＋)减小，促进上述平衡向右移动，生成的NH3·H2O部分分解产生NH3 Mg＋2NH4＋＝Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑ 酸性 2.0×10－3 2NiSO4＋NaClO＋4NaOH＝2Na2SO4＋NaCl＋2NiO(OH)＋H2O LaNi5H6＋6OH－－6e－＝LaNi5＋6H2O

【解析】（1）加Na2CO3调节溶液的pH至5，根据图像可知形成的沉淀是Fe(OH)3、Al(OH)3，所以滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3；(2). NH4Cl水解产生H＋，NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg与H＋反应产生H2，使c(H＋)减小，促进上述平衡向右移动，生成的NH3·H2O部分分解产生NH3 Mg＋2NH4＋＝Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑；（3）25 ℃时，1 mol·L－1的NaF溶液中c(F－)＝1 mol·L－1，HF的电离常数Ka＝7.2×10-4，c(H+)＝=7.2×10-4，c(OH－)＝=；NH3·H2O的电离常数Kb＝1.8×10－5，HF的电离常数Ka＝7.2×10-4，Kb<Kb，NH4F溶液呈酸性；（4）已知沉淀前溶液中c(Mg2+)＝1.85×10－3mol·L－1，当除镁率达到99%时，c(Mg2+)＝1.85×10－5mol·L－1，溶液中c(F－)＝=2.0×10－3 mol·L－1；（5）在NaOH溶液中用NaClO与NiSO4反应可得NiO(OH)同时生成硫酸钠和氯化钠，其化学方程式为：2NiSO4＋NaClO＋4NaOH＝2Na2SO4＋NaCl＋2NiO(OH)＋H2O；NiO(OH)与贮氢的镧镍合金可组成镍氢碱性电池（KOH溶液），工作原理为：LaNi5H6＋6NiO(OH) LaNi5＋6NiO＋6H2O，负极是LaNi5H6失去电子生成LaNi5，其电极反应式：LaNi5H6＋6OH－－6e－＝LaNi5＋6H2O。