2023届高三化学二轮复习 化工流程（含镍流程类3）

高考化学基本原理类化工流程（含镍流程类3） 1．铁镍矿是一种重要的金属材料，主要用于制备铁镍合金，还用于制备镍氢电池的材料。某铁镍矿石的主要成分是四氧化三铁和硫酸镍，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该铁镍矿制备高纯度的氢氧化镍，工艺流程如下： 回答下列问题： (1)铁镍矿石粉碎的目的是___________。 (2)“酸溶”时，所加入的试剂A是硫酸，溶液中有 等___________种金属阳离子生成，废渣1的主要成分的化学式为___________。 (3)“除铁”时 的作用是___________。 (4)“除铜”时，所用的试剂B可选用 或 ，你认为选用最好的是___________，反应的离子方程式为___________。 (5)“除钙、镁”过程形成的废渣3的化学式为___________。 (6)已知常温下 ，该流程在“沉镍”过程中，需调节溶液 约为___________时， 才刚好沉淀完全(离子沉淀完全的浓度 ； )。 (7)镍氢电池已成为混合动力汽车的主要电池类型，其工作原理如下： (式中M为储氢合金)。写出电池放电过程中正极的电极反应式：___________。 2．镍及其化合物在工业上有广泛用途，以某地红土镍矿(主要成分NiO、MgO、Al2O3、SiO2和铁的氧化物为原料，采用酸溶法制取硫酸镍和MgSO4●7H2O，工业流程如图所示。 已知：①常温下，NiSO4易溶于水，Ni(OH)2和NiOOH不溶于水，已知Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15。 ②在上述流程中，某些金属离子开始沉淀和沉淀完全时的pH如下： 沉淀物 Ni(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mg(OH)2 开始沉淀时的pH 7.1 7.6 2.7 3.4 9.2 沉淀完全(c=1x10-5)时的pH 9.0 9.6 3.2 4.7 11.1 回答下列问题： (1)“浸取”时需将矿样研磨的目的是___________，“滤渣1”的成分___________(填化学式)。 (2)滤液1中加入H2O2的作用___________(用反应离子方程式表示)。 (3)操作II为达到实验目的，由表中的数据判断通入NH3调节溶液pH的范围是___________ (4)“滤液1”中是否存在Fe3+，可用___________ (填试剂名称) 检验，检验存在Fe3+的实验方法是___________。 (5)“沉镍”中pH调为8.5，则滤液中Ni2+的浓度为___________mol·L-1 (6)操作V是___________、过滤、洗涤。 (7)NiSO4在碱性溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH，该反应的离子方程式___________。 3．硫酸镍广泛应用于电镀工业。以粗硫酸镍(含 、 、 、 、 等)为原料，经如图1一系列除杂过程模拟精制硫酸镍工艺。回答下列问题。 (1)为了加快溶解速率，可采取的措施是___________。(任答两点) (2)写出“硫化除铜”过程生成含铜物质反应的离子方程式___________。 (3)“氧化除杂”时加入 主要作用是___________。 (4)已知25℃时， ； 。则“氟化除杂”过后滤液3中 ___________。 (5)“萃取”时使用萃取剂R在硫酸盐中对某些金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图2，则实验时需控制的pH适宜范围是___________(填字母)。 A．1～2 B．2～3 C．4～5 D．5～6 (6)利用精制的硫酸镍用如图装置可实现在铜片上镀镍。 铜片在乙装置的___________处(填“c”或“d”)，b极上发生的电极反应式为___________。 4．NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛应用于化学镀镍、生产电池、医药工业、催化行业以及印染工业等行业，由一种废料(主要成分是铁镍合金，还含有铜、镁、硅的氧化物)为原料制取NiSO4·6H2O的步骤如下： 已知：①镍能溶于稀酸但溶解不完全，通常表现为+2价。 ②常温下Ksp(MgF2)=6.4×10-9，Ka(HF)=6.4×10-4。 (1)滤渣的主要成分是___________ (2)“除铁”时生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀，其中铁元素的化合价为___________。 (3)“溶解”时加入H2O2溶液的目的是___________。 (4)向“除铜”后的滤液中加入NaF溶液，使Mg2+转化为MgF2沉淀除去。若溶液pH偏低，将会导致MgF2沉淀不完全，其原因是______。当溶液中镁离子恰好沉淀完全时，溶液中c(F-)为_________mol/L。 (5)“沉镍”后得到的滤液中，可循环使用的主要溶质