Question

20．镍黄铁矿（主要含有NiS，含少量FeS、CuS），制取氢镍蓄电池材料NiOOH的工艺流程图如下：

（1）流程图中前后两次调pH，则用于调节pH的物质分别为酸、碱（填“酸”“碱”“水”）
（2）加压氨浸在140℃左右时进行，请写出生成红棕色沉淀的化学方程式4FeS+8NH₃+9O₂+4H₂O=2Fe₂O₃+4（NH₄）₂SO₄
（3）加入S₂O₃^2-的目的是除去杂质Cu²⁺请写出生成CuS的离子反应方程式H₂O+Cu²⁺+S₂O₃^2-=CuS↓+2H⁺+SO₄^2-
（4）氢镍碱性蓄电池总反应为MH+NiOOH═M+Ni（OH）₂（M是储氢合金材料）请写出该电池工作时其负极的电极反应MH+OH^--e^-═M+H₂O．

Answer 1

分析 镍黄铁矿（主要含有NiS，含少量FeS、CuS）在加压氨浸的作用下，可以将其中的亚铁离子氧化为氧化铁而除去，再向滤液中加入含硫代硫酸根离子的溶液，调节pH可以将铜离子转化为硫化铜沉淀而除去，这样所得到的溶液中主要含有Ni²⁺，为了使其转化为目标产物NiOOH，可以使之在碱性环境下沉淀，再加热即可得到目标产物．据此回答．

解答 解：镍黄铁矿（主要含有NiS，含少量FeS、CuS）在加压氨浸的作用下，可以将其中的亚铁离子氧化为氧化铁而除去，再向滤液中加入含硫代硫酸根离子的溶液，调节pH可以将铜离子转化为硫化铜沉淀而除去，这样所得到的溶液中主要含有Ni²⁺，为了使其转化为目标产物NiOOH，可以使之在碱性环境下沉淀，再加热即可得到目标产物．
（1）第一次是将铜离子转化为沉淀CuS而除去铜离子，在前边加入的是氨，所以在这里需要调节pH是酸性环境，后面是将Ni²⁺，在碱性环境下沉淀，再加热即可得到目标产物NiOOH，需要调节pH是碱性环境，
故答案为：酸、碱；
（2）镍黄铁矿（主要含有NiS，含少量FeS、CuS）在加压氨浸的作用下，可以将其中的亚铁离子氧化为氧化铁，反应的方程式为：FeS+8NH₃+9O₂+4H₂O=2Fe₂O₃+4（NH₄）₂SO₄，故答案为：FeS+8NH₃+9O₂+4H₂O=2Fe₂O₃+4（NH₄）₂SO₄；
（3）加入S₂O₃^2-，在酸性环境下，可以将铜离子转化为CuS沉淀，反应为：H₂O+Cu²⁺+S₂O₃^2-=CuS↓+2H⁺+SO₄^2-，故答案为：除去铜离子；H₂O+Cu²⁺+S₂O₃^2-=CuS↓+2H⁺+SO₄^2-；
（4）放电时是原电池、充电时是电解池，蓄电池放电时，负极上MH失电子发生氧化反应，电极反应式为MH+OH^--e^-═M+H₂O，故答案为：MH+OH^--e^-═M+H₂O．

点评 本题是一道关于物质的分离和基本操作知识的试验流程题，涉及物质的性质、反应的书写以及电化学的知识，难度中等．