人教微专题18 金属及其化合物制备流程（Ni）-备战2022年高考化学考点微专题（解析版）.doc

微专题18 金属及其化合物制备流程（Ni）
镍:元素符号Ni，原子序数28，原子量58.71，外围电子排布3d84s2，位于第四周期第Ⅷ族。主要化合价+2、+3、+4。
一、物理性质：
银白色金属，有良好延展性，具有中等硬度，有铁磁性。密度 8.902克/厘米3，熔点1453℃，沸点2732℃。
二、化学性质：
化学性质较活泼。有较好的耐腐蚀性，室温时在空气中难氧化，不易与浓***反应，能耐碱腐蚀。细镍丝可燃，加热时与卤素反应，在稀酸中缓慢溶解。能吸收相当数量氢气。
三、用途：
用于制不锈钢，抗腐蚀合金、蓄电池、化学器皿、陶瓷制品，还用作催化剂。1751年瑞典人克朗斯埃特首先从红***镍矿制得镍。主要矿物有红***镍矿、针镍矿等。矿石经煅烧成氧化物后，再用水煤气或炭还原得到镍。
四、镍的冶炼
火法冶炼
硫化镍矿火法冶炼几种工艺的流程综合如下图：
火法冶炼
火法冶炼的冶炼工艺可分为还原熔炼镍铁工艺和还原硫化熔炼镍锍工艺两种。火法冶炼适合处理硅镁镍类型矿(即矿床下部硅、镁的含量比较高、铁含量较低、钴含量也较低的矿石)。其中用的最多的是还原熔炼镍铁工艺。
【专题精练】
1．(2021年河北省第三模拟)硫化镍矿的主要成分是，还含有、、一些不溶性物质等，工业上用硫化镍矿制备金属镍的工艺流程如图所示：
(1)硫化镍矿粉磨的目的是_______，“酸浸”时，硫化镍与稀盐酸反应的化学方程式为_______。
(2)“氧化、除铁”过程中加入溶液时，发生反应的离子方程式为_______；加入氧化镍的目的是除去铁元素，用化学平衡移动原理解释除去铁元素的原因_______。
(3)已知，，若“除镁”后的滤液中的浓度不大于，则滤液中≤_______。
(4)电解硫酸镍溶液时，在_______极得到镍单质，电解产物_______(填化学式)可以循环使用。
【答案】(1)增大反应物的接触面积，提高反应速率，使反应更加充分 (2) 在溶液中水解使溶液呈酸性，加入的氧化镍与氢离子反应，水解平衡右移使转化为沉淀而除去 (3) (4) 阴 H2SO4
【解析】
(1)硫化镍矿粉磨得到矿粉，既能增大与酸的接触面积，又可提高浸出率，其目的是：增大反应物的接触面积，提高反应速率，使反应更加充分；硫化镍与盐酸反应生成***化镍和硫化氢，反应的化学方程式为
。答案为：增大反应物的接触面积，提高反应速率，使反应更加充分；；(2)加入溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为。除去溶液中的Fe3+时，通常采用水解的方法让其转化为Fe(OH)3沉淀，为促进水解的进行，加入氧化镍与H+反应，则用化学平衡移动原理解释除去铁元素的原因为：在溶液中水解使溶液呈酸性，加入的氧化镍与氢离子反应，水解平衡右移使转化为沉淀而除去。答案为：；在溶液中水解使溶液呈酸性，加入的氧化镍与氢离子反应，水解平衡右移使转化为沉淀而除去；
(3)若滤液中，由氢氧化镍的溶度积可知溶液中，由氢氧化镁的溶度积可知溶液中。答案为：；
(4)电解硫酸镍溶液制备金属镍，在阴极放电，阳极上水放电可得到氧气和，阳极处生成的H2SO4可以循环使用。答案为：阴；H2SO4。
2．(2021届宁夏大学附属中学高三模拟)三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料(以镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4·2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。
(1)操作1的名称为___________。
(2)双氧水的作用___________
(3)沉淀A为混合物，写出其成分的化学式___________。
(4)试剂B的名称为___________，沉镍后，滤液中C2O的浓度为0.01 mol/L，则残留在滤液中的 c(Ni2＋)=___________[已知Ksp(NiC2O4)=4×10-10]。
(5)NiC2O4·2H2O高温煅烧制取三氧化二镍时会产生CO、CO2、水蒸气等混合气体，发生反应的化学方程式为___________。
(6)NiC2O4·2H2O(相对分子质量为182.7)高温煅烧制取三氧化二镍的热重曲线如图所示： T2温度时固体物质的化学式为___________。
【答案】(1)过滤 (2) 使二价铁氧化为三价铁 (3) MgF2，CaF2 (4) 草酸(或可溶性的草酸盐) 4×10-8 mol/L (5) 2NiC2O4·2H2O Ni2O3＋3CO↑＋CO2↑＋4H2O (6)NiC2O4
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