Question

【題目】雷尼鎳(Raney-Ni)是一種多孔結構的鎳鋁合金，對氫氣具有強吸附性，是烯烴、炔烴氫化反應的高效催化劑。一種以銅鎳渣(主要含Cu、Fe、Co和Ni)生產雷尼鎳的流程如下:

下表列出了有關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH:

氫氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Ni(OH)2
開始沉淀的pH	1.5	6.5	7.7
沉淀完全的pH	3.3	9.9	9.2

（1）“酸浸”時，如通入空氣并不斷攪拌，可將“濾渣1”氧化溶解，離子方程式為___________。

（2）“除鐵”時，先加入適量H2O2氧化Fe2+，理論上消耗的n(H2O2):n(Fe2+)=____；再加入NiO以調節溶液的pH。應控制pH的范圍為__________________。

（3）“電解”(以惰性材料作電極)是為了獲得單質鎳。電解產物中可循環利用的物質是_______。

（4）“堿浸”是為了形成多孔結構的雷尼鎳，反應的離子方程式為_________________。使用新制雷尼鎳進行氫化反應時，不加氫氣也可實現氫化的目的，原因是____________________。

（5）“濾液”主要成分與過量CO2反應的離子方程式為__________________________。

Answer 1

【答案】 2Cu+4H++O2═2Cu2++H2O 1:2 3.3≤pH＜7.7或［3.3, 7.7） 硫酸或H2SO4 2Al＋2OH－＋2H2O═2AlO2－＋3H2↑ 新制雷尼鎳吸附了大量氫氣 AlO2－＋CO2＋2H2O═Al(OH)3↓＋HCO3－

【解析】試題分析：（1）根據題意，“酸浸”時，“濾渣1”是銅，通入空氣并不斷攪拌，銅、氧氣、硫酸反應生成硫酸銅和水；（2）1mol Fe2+失1mol電子，1mol H2O2得2mol電子，根據電子守恒計算n(H2O2):n(Fe2+)；加入NiO以調節溶液的pH，目的讓Fe3+完全轉化為沉淀，而Ni2+不能沉淀；（3）根據電解原理，以惰性材料作電極電解硫酸鎳生成鎳、氧氣、硫酸；（4）“堿浸”時，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣；新制雷尼鎳吸附了大量氫氣；（5）“濾液”主要成分是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉與過量CO2反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉；

解析：（1）根據題意，“酸浸”時，“濾渣1”是銅，通入空氣并不斷攪拌，銅、氧氣、硫酸反應生成硫酸銅和水，反應離子方程式是2Cu+4H++O2═2Cu2++H2O；（2）1mol Fe2+失1mol電子，1mol H2O2得2mol電子，根據電子守恒n(H2O2):n(Fe2+)=1:2；加入NiO以調節溶液的pH，目的是讓Fe3+完全轉化為沉淀，而Ni2+不能沉淀，所以應控制pH的范圍為3.3≤pH＜7.7；（3）根據電解原理，以惰性材料作電極電解硫酸鎳生成鎳、氧氣、硫酸，根據流程圖，可以循環利用的物質是硫酸；（4）“堿浸”時，鋁與氫氧化鈉溶液反應生成偏鋁酸鈉和氫氣，反應離子方程式是2Al＋2OH－＋2H2O═2AlO2－＋3H2↑；新制雷尼鎳吸附了大量氫氣，所以不加氫氣也可實現氫化；（5）“濾液”主要成分是偏鋁酸鈉，偏鋁酸鈉與過量CO2反應生成氫氧化鋁沉淀和碳酸氫鈉，反應離子方程式是AlO2－＋CO2＋2H2O═Al(OH)3↓＋HCO3－；