Question

【题目】兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物的氢化反应的催化剂。以红土镍矿（主要成分为NiS、FeS和SiO2等）为原料制备兰尼镍的工艺流程如下图所示：

（1）在形成Ni（CO）4的过程中，碳元素的化合价没有变化，则Ni（CO）4中的Ni的化合价为___________；

（2）已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，而加压酸浸后浸出液A中含有Ni2+，写出有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式______________________；

（3）向浸出液A中通入H2S气体，反应的离子方程式是____________________；

（4）“高温熔融”时能否将通入氩气换为CO并说明原因_____________________；

（5）“碱浸”的目的是使镍铝合金产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，此过程

中发生反应的离子方程式为___________________。浸出反应所用的NaOH溶液的浓度要大，若NaOH溶液较稀时，则会产生少量的Al（OH）3沉淀而阻止浸出反应的持续进行，请用化学反应原理加以解释：________________________。

（6）浸出液B可以回收，重新生成铝以便循环利用。请设计简单的回收流程：

浸出液B→________________________。（示例：CuOCu2+Cu）

Answer 1

【答案】（1） 0

（2）2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2O（2分）

（3）H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S（2分）

（4）不能，因为冷却时，CO能与Ni反应生成Ni（CO）4（2分）

（5）2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑（2分）

因为Al溶于碱液生成AlO2－时在水中存在下列平衡：AlO2－+2H2OAl（OH）3+OH－，OH－浓度过小，对AlO2－的水解的抑制作用小，所以，产生的Al（OH）3就会沉积下来进而阻止浸出反应的持续进行。（2分）

（6）Al（OH）3Al2O3Al。

【解析】

试题分析：（1）在形成Ni（CO）4的过程中，碳元素的化合价没有变化是+2价，则Ni（CO）4中的Ni的化合价为0；（2）已知红土镍矿煅烧后生成Ni2O3，而加压酸浸后浸出液A中含有Ni2+，镍元素化合价降低，所以只能是氧元素化合价升高，镍元素的加压酸浸的化学反应方程式2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2O；（3）向浸出液A中含有铁离子，通入H2S气体，反应的离子方程式是H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S；（4）“高温熔融”时若将通入氩气换为CO，冷却时，CO能与Ni反应生成Ni（CO）4，所以不能将通入氩气换为CO；（5）“碱浸”过程中铝与氢氧化钠溶液发生反应的离子方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑。浸出反应所用的NaOH溶液的浓度要大，若NaOH溶液较稀时，因为Al溶于碱液生成AlO2－时在水中存在下列平衡：AlO2－+2H2OAl（OH）3+OH－，OH－浓度过小，对AlO2－的水解的抑制作用小，所以，产生的Al（OH）3就会沉积下来进而阻止浸出反应的持续进行；（6）浸出液B可以回收，重新生成铝以便循环利用。回收流程：浸出液B→Al（OH）3Al2O3Al。