Question

15．以鎳礦粉（主要成分為NiS，雜質(zhì)FeS、CuS和SiO₂等）為原料可制備NiCO₃．
已知：Ni和Fe為變價金屬，常見化合價為+2價、+3價．
（1）在酸浸過程中，CuS與稀HNO₃反應(yīng)生成淡黃色固體，其離子方程式為3CuS+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O+3S↓，濾渣的主要成分為S和SiO₂．
（2）在除Fe時，需加入過量的H₂O₂ 氧化．若用過強的氧化劑，其可能的后果是NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃．反應(yīng)完全后，除去多余H₂O₂ 的簡便方法是煮沸．
（3）在“沉鎳”工藝中，若將含Ni²⁺溶液緩慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反應(yīng)容器中，可能會形成雜質(zhì)，其原因是CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓．（用離子方程式表示）檢驗碳酸鎳沉淀完全的方法是靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加Na₂CO₃溶液，若不再產(chǎn)生沉淀，則說明碳酸鎳沉淀完全．

Answer 1

分析 鎳礦粉（主要成分為NiS，雜質(zhì)FeS、CuS和SiO₂等），加硝酸酸浸，過濾，濾渣1為二氧化硅，浸出液含有Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，加H₂O₂和NH₃•H₂O調(diào)節(jié)PH值產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，過濾后向濾液中加氫氧化鈉產(chǎn)生氫氧化銅沉淀，同時Ni²⁺不能轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾，濾液中含有Ni²⁺，濾液中加碳酸鈉生成NiCO₃沉淀．
（1）酸浸過程中，CuS與稀HNO₃反應(yīng)生成淡黃色固體，該淡黃色固體為S，稀硝酸被還原為一氧化氮，據(jù)此寫出離子方程式；二氧化硅不溶于酸，則濾渣體還有SiO₂；
（2）最終產(chǎn)品是碳酸鎳，鎳的化合價為+2價，若在除Fe時，用過強的氧化劑，二價鎳離子會被氧化成三價，最終NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃，利用雙氧水受熱不穩(wěn)定的性質(zhì)可用煮沸的方法除去；
（3）Na₂CO₃溶液中存在水解平衡：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，若將含Ni²⁺溶液緩慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反應(yīng)容器中，會發(fā)生反應(yīng)Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓，
使產(chǎn)品不純；檢驗碳酸鎳沉淀完全的方法是靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加Na₂CO₃溶液，若不再產(chǎn)生沉淀，則說明碳酸鎳沉淀完全．

解答 解：鎳礦粉（主要成分為NiS，雜質(zhì)FeS、CuS和SiO₂等），加硝酸酸浸，過濾，濾渣1為二氧化硅，浸出液含有Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺，加H₂O₂和NH₃•H₂O調(diào)節(jié)PH值產(chǎn)生氫氧化鐵沉淀，過濾后向濾液中加氫氧化鈉產(chǎn)生氫氧化銅沉淀，同時Ni²⁺不能轉(zhuǎn)化為沉淀，過濾，濾液中含有Ni²⁺，濾液中加碳酸鈉生成NiCO₃沉淀．
（1）在酸浸過程中，CuS與稀HNO₃反應(yīng)生成淡黃色固體，該淡黃色固體為S，稀硝酸被還原為一氧化氮，離子方程式為：3CuS+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O+3S↓，二氧化硅不溶于酸，則濾渣是淡黃色固體S和SiO₂，
故答案為：3CuS+8H⁺+2NO₃^-=3Cu²⁺+2NO↑+4H₂O+3S↓；S和SiO₂；
（2）最終產(chǎn)品是碳酸鎳，鎳的化合價為+2價，若在除Fe時，用過強的氧化劑，二價鎳離子會被氧化成三價，最終NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃，利用雙氧水受熱不穩(wěn)定的性質(zhì)可用煮沸的方法除去，
故答案為：NiCO₃中可能混有Ni₂（CO₃）₃；煮沸；
（3）Na₂CO₃溶液中存在水解平衡：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，若將含Ni²⁺溶液緩慢加入到盛有Na₂CO₃溶液的反應(yīng)容器中，會有反應(yīng)：Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓，
使產(chǎn)品不純；檢驗碳酸鎳沉淀完全的方法是靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加Na₂CO₃溶液，若不再產(chǎn)生沉淀，則說明碳酸鎳沉淀完全，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，Ni²⁺+2OH^-=Ni（OH）₂↓；靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加Na₂CO₃溶液，若不再產(chǎn)生沉淀，則說明碳酸鎳沉淀完全．

點評 本題考查了物質(zhì)分離提純基本操作和綜合應(yīng)用，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和應(yīng)用能力，注意把握常見物質(zhì)或離子的分離提純方法，特別注意題中所給信息的靈活處理．