Question

（14分）镍是一种十分重要的有色金属,但粗镍中一般含有Fe、Cu及难与酸、碱溶液反应的不溶性杂质而影响使用。现对粗镍进行提纯，具体的反应流程如下：

已知：
①2Ni₂O_3(黑色) 4NiO_(暗绿色) + O₂↑
②

物质	CuS	Cu(OH)2	Ni(OH)2	NiS
Ksp	8.8×10－36	2.2×10－20	5.48×10-16	3.2×10-19

 
根据信息回答： 
（1）₂₈Ni在周期表中的第      周期；镍与稀硝酸反应的离子方程式为                                                      。实验表明镍的浸出率与温度有关，随着温度升高镍的浸出率增大，但当温度高于70℃ 时，镍的浸出率又降低，浸出渣中Ni(OH)₂含量增大，其原因为                                            ；
（2）在溶液A的净化除杂中，首先将溶液A煮沸，调节PH=5.5，加热煮沸5min,静置一段时间后，过滤出Fe(OH)₃。为了得到纯净的溶液B还需要加入以下物质      进行除杂（填正确答案标号）。
A、NaOH       B、Na₂S        C、H₂S         D、NH₃﹒H₂O
（3）已知以下三种物质的溶解度关系：NiC₂O₄>NiC₂O₄·H₂O> NiC₂O₄·2H₂O。则操作I、II名称是         、      ； D生成E的化学方程式为                       。
（4）1molE经上述流程得到纯镍，理论上参加反应的氢气为         mol。
（5）测定样品中的镍含量的基本思路是将Ni²⁺转化为沉淀，通过测量沉淀的质量进一步推算Ni含量。已知Ni²⁺能与CO₃^2-，C₂O₄^2-、S^2-等离子形成沉淀，但测定时常选用丁二酮肟（C₄H₈N₂O₂）作沉淀剂，生成分子式为C₈H₁₄N₄O₄Ni的鲜红色沉淀。从实验误差角度分析主要原因为：                                                  。

Answer 1

（除标注的空外，每空2分）
（1）四（1分）；3Ni + 8H⁺ + 2NO₃^— = 3Ni²⁺ + 2NO↑+ 4H₂O, 温度升高时，Ni²⁺的水解程度变大。
（2）C
（3）洗涤、干燥（各1分） 4NiC₂O₄·2H₂O +3 O₂= 2Ni₂O₃+ 8CO₂↑ +8H₂O
（4） 2
（5）生成沉淀质量大，称量误差小，分析结果准确度高。

解析试题分析：（1）₂₈Ni核外有4层电子，是第四周期元素；根据流程图可知镍与稀硝酸反应生成硝酸镍和NO、水，离子方程式为3Ni + 8H⁺ + 2NO₃^— = 3Ni²⁺ + 2NO↑+ 4H₂O；Ni(OH)₂是由Ni²⁺水解而得到的，所以温度过高时Ni²⁺的水解程度变大，浸出渣中Ni(OH)₂含量增大；
（2）AB选项中含有Na⁺，则溶液B中有Na⁺杂质，不纯净，错误；若选用D，则Cu(OH)₂ Ni(OH)₂的溶度积相差不大，而且引入NH₄⁺，不易的纯净的硝酸镍溶液，错误；C、CuS与NiS的溶度积相差很大，Cu²⁺沉淀完全而且不会引入新的杂质，正确，答案选C；
（3）利用3种物质的溶解度的差异，浊液C中主要得NiC₂O₄·2H₂O，所以沉淀过滤之后应洗涤、干燥沉淀；固体E为黑色，所以应是Ni₂O₃；则D生成E的化学方程式为4NiC₂O₄·2H₂O +3 O₂= 2Ni₂O₃+ 8CO₂↑ +8H₂O；
（4）1mol Ni₂O₃经上述流程转化为2molNiO，2molNiO与氢气发生氧化还原反应，生成单质镍，需要氢气的物质的量是2mol；
（5）因为Ni²⁺与丁二酮肟（C₄H₈N₂O₂）生成的C₈H₁₄N₄O₄Ni鲜红色沉淀的沉淀质量大，称量误差小，分析结果准确度高。
考点：考查对工业流程的分析，镍及其化合物的性质，化学方程式、离子方程式的书写，沉淀剂的选择，氧化还原反应的计算