Question

5．一種帶有多孔結構的鎳鋁合金對H₂具有較強的吸附性，其高催化活性和熱穩(wěn)定性使得該鎳鋁合金被用于很多工業(yè)過程中和有機合成反應中．如圖是以鎳黃鐵礦（主要成分為NiS、FeS等）為原料制備該鎳鋁合金的工藝流程圖：

回答下列問題：
（1）Ni（CO）₄中C、O化合價與CO中的C、O化合價相同，則Ni化合價為0價．
（2）在空氣中“煅燒”生成Ni₂O₃和Fe₂O₃，寫出Fe₂O₃的化學方程式4FeS+7O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe₂O₃+4SO₂．
（3）操作“鎳$\stackrel{CO}{→}$Ni（CO）₄$\stackrel{加熱}{→}$鎳”的目的是提純鎳．
（4）Ni、Al高溫熔融時，氣體x的作用是保護Ni、Al，防止其被氧化．對“高溫熔融”物冷卻后，需要進行粉碎處理，粉碎處理的目的是增大接觸面積，提高“堿浸“的反應速率．
（5）“堿浸”可以使鎳產(chǎn)生多孔結構，從而增強對H₂的吸附性，“浸出液”中的主要離子是Na⁺、AlO₂^-或[Al（OH）₄]^-、OH^-；“浸出液”中的鋁元素可循環(huán)利用，寫出回收“浸出液”中的鋁元素，并制備“高溫熔融”時的原料Al的流程：浸出液$\stackrel{足量CO_{2}}{→}$Al（OH）₃$\stackrel{灼燒}{→}$Al₂O₃（熔融）$→_{冰晶石}^{電解}$Al（示例：CuO$\stackrel{H+}{→}$Cu²⁺$\stackrel{Fe}{→}$Cu）．

Answer 1

分析 紅土鎳礦（主要成分為NiS、FeS等）煅燒發(fā)生氧化還原反應得到Ni₂O₃、Fe₂O₃，經(jīng)過對鐵元素除雜得到鎳，再通入CO氣體，形成Ni（CO）₄，加熱得到鎳，加入鋁，高溫熔融時通入惰性氣體保護Ni、Al，得到合金，將合金“高溫熔融”后冷卻、粉碎，再用濃氫氧化鈉溶液堿浸，鋁與氫氧化鈉反應產(chǎn)生氫氣使鎳鋁合金產(chǎn)生多孔的結構，浸出液中含偏鋁酸根，最后用蒸餾水洗浸出渣，得到產(chǎn)品鎳鋁合金，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）Ni（CO）₄中C、O化合價與CO中的C、O化合價相同，化合物化合價代數(shù)和為0，則Ni化合價為0；
故答案為：0；
（2）在空氣中“煅燒”生成Ni₂O₃和Fe₂O₃，發(fā)生氧化還原反應得到Ni₂O₃、Fe₂O₃，其中生成Fe₂O₃的化學方程式為4FeS+7O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4SO₂；
故答案為：4FeS+7O₂ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$ 2Fe₂O₃+4SO₂；
（3）操作“鎳$\stackrel{CO}{→}$Ni（CO）₄$\stackrel{加熱}{→}$鎳”的目的是提純鎳；
故答案為：提純鎳；
（4）高溫熔融時通入惰性氣體保護Ni、Al，防止其被氧化，得到合金；將合金“高溫熔融”后冷卻、粉碎，再用濃氫氧化鈉溶液堿浸，粉碎處理目的是增大接觸面積，提高“堿浸“的反應速率；
故答案為：保護Ni、Al，防止其被氧化；增大接觸面積，提高“堿浸“的反應速率；
（5）將合金冷卻、粉碎，再用濃氫氧化鈉溶液堿浸，鋁與氫氧化鈉反應產(chǎn)生氫氣使鎳鋁合金產(chǎn)生多孔的結構，發(fā)生的反應為：2Al+2OH^-+2H₂O=2AlO₂^-+3H₂↑，浸出液中含偏鋁酸鈉；
故答案為：Na⁺、AlO₂^-或[Al（OH）₄]^-、OH^-；
（6）浸出液B中含偏鋁酸鈉，可通入過量二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀，再加熱灼燒使其分解得到氧化鋁，加入冰晶石，在熔融態(tài)下電解氧化鋁得到鋁，回收流程可表示為：浸出液$\stackrel{足量CO_{2}}{→}$Al（OH）₃$\stackrel{灼燒}{→}$Al₂O₃（熔融）$→_{冰晶石}^{電解}$Al；
故答案為：浸出液$\stackrel{足量CO_{2}}{→}$Al（OH）₃$\stackrel{灼燒}{→}$Al₂O₃（熔融）$→_{冰晶石}^{電解}$Al．

點評 本題考查了物質(zhì)的制備，重點考查學生對工藝流程試題了解掌握情況，試題綜合性強，貼近高考，側重對學生能力的培養(yǎng)和訓練，有利于培養(yǎng)學生的邏輯推理能力．