Question

某科研小组利用工业废料（主要成分NiO，含有少量Al₂O₃、FeO、CuO、BaO）回收NiO，并制备其他部分产品的工艺流程如下：

已知：①溶液中离子浓度小于等于1.0×10^-5 mol·L^-1时，认为该离子沉淀完全。

②25℃时，部分难溶物的溶度积常数如下表所示：

难溶物	CuS	Al(OH)3	Ni(OH)2	Fe(OH)3	Fe(OH)2
溶度积常数(Ksp)	6.3×10^-36	1.3×10^-33	2.0×10^-15	4.0×10^-38	1.8×10^-16

请回答下列问题：

（1）H₂S的电子式为_______________________________。

（2）“酸浸”时，Ni的浸出率与温度的关系如图所示。 温度高于70℃，Ni的浸出率降低的主要原因为___________________________________________________________。

（3）“沉淀1”的主要成分为____________________（填化学式）。

（4）“滤液1”中通入H₂S的作用为___________________。

（5）“转化”过程中，发生反应的主要离子方程式为________________________________。

（6）25℃时，“调节pH₂”使沉淀3中金属阳离子沉淀完全后，所得溶液中的C(H⁺)最大为____________（保留三位有效数字，已知≈1.4）。

（7）“操作I”主要包括蒸发浓缩、__________________、过滤、洗涤、干燥。

（8）NiO可通过铝热反应冶炼Ni，该反应的化学方程式为________________________________。

Answer

温度升高，Ni2+的水解程度增大 BaSO4 将Cu2+转化为CuS沉淀除去 2Fe2+ +C1O-+2H+ =2Fe3+ +Cl-+H2O 7.14×10-10 mol·L-1 降温结晶（或冷却结晶） 3NiO+2AlAl2O3 + 3Ni

【解析】试题分析：（1）H2S是共价化合物，含有2个H-S键；（2）温度升高，Ni2+的水解程度增大，生成氢氧化镍的量增大；(3) BaO与硫酸反应生成硫酸钡沉淀；（4）CuS难溶于水；（5）“转化”过程中Fe2+被C1O-氧化为Fe3+；（6）根据25℃时，部分难溶物的溶度积常数，“调节pH1”析出氢氧化铁沉淀、氢氧化铝沉淀；（7）根据流程图，沉淀2是CuS，灼烧生成氧化铜，加入硫酸生成硫酸铜溶液；通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，可得硫酸铜晶体；（8）NiO与铝反应生成Ni和氧化铝。

解析：（1）H2S是共价化合物，含有2个H-S键，电子式为；（2）温度升高，Ni2+的水解程度增大，生成氢氧化镍的量增大，所以温度高于70℃，Ni的浸出率降低；(3) BaO与硫酸反应生成硫酸钡沉淀，“沉淀1”的主要成分为BaSO4；（4）CuS难溶于水，“滤液1”中通入H2S的作用为将Cu2+转化为CuS沉淀除去；（5）“转化”过程中Fe2+被C1O-氧化为Fe3+，离子方程式为2Fe2+ +C1O-+2H+ =2Fe3+ +Cl-+H2O；（6）根据流程图“调节pH2”析出氢氧化镍沉淀，镍离子沉淀完全后，所得溶液中的C(OH-)= ，C(H+)= 7.14×10-10 mol·L-1 ；（7）根据流程图，沉淀2是CuS，灼烧生成氧化铜，加入硫酸生成硫酸铜溶液；通过蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥，可得硫酸铜晶体；（8）NiO与铝反应生成Ni和氧化铝，方程式为3NiO+2AlAl2O3 + 3Ni。