兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金，被广泛用作有机物的氢化反应的催化剂。以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO₂等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如下图所示：

(1)在形成Ni(CO)₄的过程中，碳元素的化合价没有变化，则Ni(CO)₄中的Ni的化合价为________；

(2)已知红土镍矿煅烧后生成Ni₂O₃，而加压酸浸后浸出液A中含有Ni^2＋，写出有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式_______________________________；

(3)向浸出液A中通入H₂S气体，反应的离子方程式是______________________；

(4)“高温熔融”时能否将通入氩气换为CO并说明原因____________________；

(5)“碱浸”的目的是使镍产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，此过程中发生反应的离子方程式为__________________________。浸出反应所用的NaOH溶液的浓度要大，若NaOH溶液较稀时，则会产生少量的Al(OH)₃沉淀而阻止浸出反应的持续进行，请用化学反应原理加以解释： _____________________ _____________________________________________________________________。

(6)浸出液B可以回收，重新生成铝以便循环利用。请设计简单的回收流程：浸出液B→___________________________________________________________。

(示例：CuOCu^2＋Cu)

答案

解析　(1)在Ni(CO)₄中，碳元素的化合价与CO相同，为＋2价，故Ni的化合价为0；

(2)已知红土镍矿煅烧后生成Ni₂O₃，而加压酸浸后浸出液A中含有Ni^2＋，说明Ni元素被还原，另外，在硫酸中反应只能是O元素被氧化为O₂，故有关镍元素的加压酸浸的化学反应方程式是2Ni₂O₃＋4H₂SO₄===4NiSO₄＋O₂↑＋4H₂O；

(3)浸出液A中含有大量的Ni^2＋、少量的H^＋和Fe^3＋，通入H₂S时，Fe^3＋发生还原反应：H₂S＋2Fe^3＋===2Fe^2＋＋2H^＋＋S↓；

(4)“高温熔融”时不能将通入氩气换为通入CO，因为冷却时，CO能与Ni反应生成Ni(CO)₄；

(5)“碱浸”的目的是溶解镍铝合金中的Al，使镍产生多孔结构，从而增强对氢气的强吸附性，Al溶于NaOH溶液时发生反应的离子方程式为2Al＋2OH^－＋2H₂O===2AlO＋3H₂↑；浸出反应所用NaOH溶液的浓度要大，因为Al溶于碱液生成AlO时在水中存在下列平衡：AlO＋2H₂OAl(OH)₃＋OH^－，OH^－浓度过小，抑制AlO的水解程度过小，所以，产生的Al(OH)₃就会沉积下来进而阻止浸出反应的持续进行。

(6)浸出液B中存在AlO，首先要将AlO沉淀下来，一般是通入足量的CO₂生成Al(OH)₃，然后脱水生成Al₂O₃，最后将Al₂O₃在熔融的状态下电解即可得到金属铝(加入冰晶石可以降低Al₂O₃的熔点)。

答案　(1)0

(2) 2Ni₂O₃＋4H₂SO₄===4NiSO₄＋O₂↑＋4H₂O

(3)H₂S＋2Fe^3＋===2Fe^2＋＋2H^＋＋S↓

(4)不能，因为冷却时，CO能与Ni反应生成Ni(CO)₄

(5)2Al＋2OH^－＋2H₂O===2AlO＋3H₂↑

因为Al溶于碱液生成AlO时在水中存在下列平衡：AlO＋2H₂OAl(OH)₃＋OH^－，OH^－浓度过小，抑制AlO的水解程度过小，所以，产生的Al(OH)₃就会沉积下来进而阻止浸出反应的持续进行

(6)Al(OH)₃Al₂O₃Al