Question

【題目】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氫化反應的催化劑。以紅土鎳礦（主要成分為NiS、FeS和SiO2等）為原料制備蘭尼鎳的工藝流程如下圖所示：

（1）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的化合價為___________；

（2）已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3，而加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2+，寫出有關鎳元素的加壓酸浸的化學反應方程式______________________；

（3）向浸出液A中通入H2S氣體，反應的離子方程式是____________________；

（4）“高溫熔融”時能否將通入氬氣換為CO并說明原因_____________________；

（5）“堿浸”的目的是使鎳鋁合金產生多孔結構，從而增強對氫氣的強吸附性，此過程

中發生反應的離子方程式為___________________。浸出反應所用的NaOH溶液的濃度要大，若NaOH溶液較稀時，則會產生少量的Al（OH）3沉淀而阻止浸出反應的持續進行，請用化學反應原理加以解釋：________________________。

（6）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→________________________。（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，因為冷卻時，CO能與Ni反應生成Ni（CO）4（2分）

（5）2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑（2分）

因為Al溶于堿液生成AlO2－時在水中存在下列平衡：AlO2－+2H2OAl（OH）3+OH－，OH－濃度過小，對AlO2－的水解的抑制作用小，所以，產生的Al（OH）3就會沉積下來進而阻止浸出反應的持續進行。（2分）

（6）Al（OH）3Al2O3Al。

【解析】

試題分析：（1）在形成Ni（CO）4的過程中，碳元素的化合價沒有變化是+2價，則Ni（CO）4中的Ni的化合價為0；（2）已知紅土鎳礦煅燒后生成Ni2O3，而加壓酸浸后浸出液A中含有Ni2+，鎳元素化合價降低，所以只能是氧元素化合價升高，鎳元素的加壓酸浸的化學反應方程式2Ni2O3+4H2SO4==4NiSO4+O2↑+4H2O；（3）向浸出液A中含有鐵離子，通入H2S氣體，反應的離子方程式是H2S+2Fe3+==2Fe2++2H++S；（4）“高溫熔融”時若將通入氬氣換為CO，冷卻時，CO能與Ni反應生成Ni（CO）4，所以不能將通入氬氣換為CO；（5）“堿浸”過程中鋁與氫氧化鈉溶液發生反應的離子方程式為2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑。浸出反應所用的NaOH溶液的濃度要大，若NaOH溶液較稀時，因為Al溶于堿液生成AlO2－時在水中存在下列平衡：AlO2－+2H2OAl（OH）3+OH－，OH－濃度過小，對AlO2－的水解的抑制作用小，所以，產生的Al（OH）3就會沉積下來進而阻止浸出反應的持續進行；（6）浸出液B可以回收，重新生成鋁以便循環利用。回收流程：浸出液B→Al（OH）3Al2O3Al。