Question

【題目】某含鎳（NiO）廢料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等雜質，用此廢料提取NiSO4的工藝流程如圖：

已知：①有關金屬離子生成氫氧化物沉淀所需的pH如圖。

②25℃時，NH3·H2O的電離常數Kb＝1.8×10－5。

HF的電離常數Ka＝7.2×10-4，Ksp (MgF2)＝7.4×10－11。

（1）加Na2CO3調節溶液的pH至5，得到廢渣2的主要成分是__________（填化學式）。

（2）Mg能與飽和NH4Cl溶液反應產生NH3，請用化學平衡移動原理解釋（用必要的文

字和離子方程式回答）_______________________________________。

（3）25 ℃時，1 mol·L－1的NaF溶液中c(OH－)＝________ mol·L－1（列出計算式即可）。

NH4F溶液呈 _____（填“酸性”、“堿性”或“中性”）。

（4）已知沉淀前溶液中c(Mg2+)＝1.85×10－3mol·L－1，當除鎂率達到99%時，溶液中c(F－)＝_______ mol·L－1。

（5）在NaOH溶液中用NaClO與NiSO4反應可得NiO(OH)，化學方程式為________________________________；NiO(OH)與貯氫的鑭鎳合金可組成鎳氫堿性電池（KOH溶液），工作原理為：LaNi5H6＋6NiO(OH) LaNi5＋6NiO＋6H2O，負極的電極反應式：__________________________________。

Answer 1

【答案】 Fe(OH)3、Al(OH)3 NH4Cl水解產生H＋，NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg與H＋反應產生H2，使c(H＋)減小，促進上述平衡向右移動，生成的NH3·H2O部分分解產生NH3 Mg＋2NH4＋＝Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑ 酸性 2.0×10－3 2NiSO4＋NaClO＋4NaOH＝2Na2SO4＋NaCl＋2NiO(OH)＋H2O LaNi5H6＋6OH－－6e－＝LaNi5＋6H2O

【解析】（1）加Na2CO3調節溶液的pH至5，根據圖像可知形成的沉淀是Fe(OH)3、Al(OH)3，所以濾渣2的主要成分為Fe(OH)3、Al(OH)3；(2). NH4Cl水解產生H＋，NH4＋＋H2ONH3·H2O＋H＋，Mg與H＋反應產生H2，使c(H＋)減小，促進上述平衡向右移動，生成的NH3·H2O部分分解產生NH3 Mg＋2NH4＋＝Mg2＋＋2NH3↑＋H2↑；（3）25 ℃時，1 mol·L－1的NaF溶液中c(F－)＝1 mol·L－1，HF的電離常數Ka＝7.2×10-4，c(H+)＝=7.2×10-4，c(OH－)＝=；NH3·H2O的電離常數Kb＝1.8×10－5，HF的電離常數Ka＝7.2×10-4，Kb<Kb，NH4F溶液呈酸性；（4）已知沉淀前溶液中c(Mg2+)＝1.85×10－3mol·L－1，當除鎂率達到99%時，c(Mg2+)＝1.85×10－5mol·L－1，溶液中c(F－)＝=2.0×10－3 mol·L－1；（5）在NaOH溶液中用NaClO與NiSO4反應可得NiO(OH)同時生成硫酸鈉和氯化鈉，其化學方程式為：2NiSO4＋NaClO＋4NaOH＝2Na2SO4＋NaCl＋2NiO(OH)＋H2O；NiO(OH)與貯氫的鑭鎳合金可組成鎳氫堿性電池（KOH溶液），工作原理為：LaNi5H6＋6NiO(OH) LaNi5＋6NiO＋6H2O，負極是LaNi5H6失去電子生成LaNi5，其電極反應式：LaNi5H6＋6OH－－6e－＝LaNi5＋6H2O。