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蘭尼鎳是一種帶有多孔結構的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的*化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分爲N...

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問題詳情:

蘭尼鎳是一種帶有多孔結構的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的*化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分爲NiS、FeS和SiO2等)爲原料製備蘭尼鎳的工藝流程如下圖所示:

蘭尼鎳是一種帶有多孔結構的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的*化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分爲N...

(1)浸出渣A的主要成分是_______________(填化學式)。

(2)已知紅土鎳礦煅燒後生成Ni2O3,而加壓*浸後浸出液A中含有大量Ni2+,寫出有關鎳元素的加壓*浸的化學反應方程式_______________________________。

(3)向浸出液A中通入H2S氣體,①還原過程中所涉及主要反應的離子方程式是_________________。

(4)在形成Ni(CO)4的過程中,碳元素的化合價沒有變化,則Ni(CO)4中的Ni的化合價爲________。 (5)“鹼浸”的目的是使鎳產生多孔結構,從而增強對*氣的強吸附*,此過程中發生反應的離子方程式爲__________________________。

(6)常溫時,向濃度均爲1.0mol·L-1的FeSO4、NiSO4的混合溶液中滴加Na2S 固體,當Ni2+恰好沉澱完全時,所得溶液中c(Fe2+)=______________。

(已知:①25℃,Ksp(NiS)=2.0×10-21、Ksp(FeS)=6.0×10-18

②溶液中的離子濃度≤10-5 mol·L-1時,認爲該離子沉澱完全。)

(7)浸出液B可以回收,重新生成鋁以便循環利用。請設計簡單的回收流程:

浸出液B→___________________________________________________________。 (箭頭上註明外加反應物的化學式和反應條件)。(示例:蘭尼鎳是一種帶有多孔結構的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的*化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分爲N... 第2張)

【回答】

【*】  SiO2  2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2O  H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S↓  0  2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑  0.03mol/L  蘭尼鎳是一種帶有多孔結構的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的*化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分爲N... 第3張

【解析】紅土鎳礦(主要成分爲NiS、FeS和SiO2等)煅燒發生氧化還原反應得到Ni2O3、Fe2O3(SiO2不反應),加入硫*加壓*浸,Ni2O3、Fe2O3溶解,發生的反應有2Ni2O3+4H2SO4=4NiSO4+O2↑+4H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,SiO2不與硫*反應,過濾得到浸出渣A(SiO2),浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入 H2S氣體,發生還原反應的離子方程式是:H2S+2Fe3+=2Fe2++2H++S,另外生成沉澱NiS,過濾得到鎳硫化合物NiS,再通入CO氣體,形成Ni(CO)4,加熱得到鎳,高溫熔融時通入氬氣,加入鋁,得到合金,將合金冷卻、粉碎,再用濃*氧化*溶液鹼浸,鋁與*氧化*反應產生*氣使鎳鋁合金產生多孔的結構,浸出液B中含偏鋁*根,最後用蒸餾水洗浸出渣B,得到產品蘭尼鎳,(1)浸出渣A的主要成分是SiO2(填化學式)。(2)紅土鎳礦煅燒後生成Ni2O3,而加壓*浸後浸出液A中含有大量Ni2+,鎳的化合價降低發生還原反應,只有氧的化合價能升高,所以產物有氧氣,有關鎳元素的加壓*浸的化學反應方程式 2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2O。(3)浸出液A中含Ni2+、Fe3+,向浸出液A中通入H2S氣體,三價鐵具有較強氧化*,與硫化*發生還原反應,①還原過程中所涉及主要反應的離子方程式是H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S↓。(4)在形成Ni(CO)4的過程中,碳元素的化合價沒有變化,碳爲+2價,氧蘭尼鎳是一種帶有多孔結構的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的*化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分爲N... 第4張爲-2價,則Ni(CO)4中的Ni的化合價爲0。 (5)“鹼浸”的目的是使鎳產生多孔結構,鋁與*氧化*反應產生*氣使鎳鋁合金產生多孔的結構,從而增強對*氣的強吸附*,此過程中發生反應的離子方程式爲2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑。(6)當Ni2+恰好沉澱完全時,Ksp(NiS)=2.0×10-21,得c(S2-)=2.0×10-21/10-5=2.0×10-16,所得溶液中c(Fe2+)=6.0×10-18/2.0×10-16=0.03mol/L;(7)浸出液B中含偏鋁*根,可通入過量二氧化碳得到*氧化鋁沉澱,再加熱灼燒使其分解得到氧化鋁,加入*晶石,在熔融態下電解氧化鋁得到鋁,回收流程可表示爲:浸出液B→蘭尼鎳是一種帶有多孔結構的細小晶粒組成的鎳鋁合金,被廣泛用作有機物的*化反應的催化劑。以紅土鎳礦(主要成分爲N... 第5張

知識點:金屬元素的單質及其化合物

題型:綜合題

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