Question

某含鎳（Ni）廢催化劑中主要含有Ni，還含有Al、Al₂O₃、Fe及其他不溶于酸、堿的雜質．部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH如下：

沉淀物	Al（OH）2	Fe（OH）3	Fe（OH））2	Ni （OH）2
PH	5.2	3.2	9.7	9.2

欲從含鎳廢催化劑中制得NiSO₄?7H₂O晶體，其流程如下：

請根據以上信息和流程圖，回答下列問題：
（1）“堿浸”的目的是除去含鎳廢催化劑中的______．
（2）“酸浸”時所加入的酸是_______．酸浸后，濾液②中可能含有的金屬離子是______．（用離子符號表示）．
（3）“調pH為2-3的目的是______．
（4）步驟A的操作順序是加熱濃縮、冷卻、______、______．
（5）NiSO₄在強堿溶液中用NaC1O氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料NiOOH．該反應的離子方程式為______．

Answer 1

解：（1）“堿浸”過程中是為了除去鋁及其氧化物，鋁和氧化鋁都可以和強堿反應溶解得到偏鋁酸鹽，反應的離子方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂O，
故答案為：Al、Al₂O₃；
（2）“酸浸”時主要是溶解鎳金屬和鐵單質及其氧化物，依據制備目的是得到NiSO₄?7H₂O，加入的酸不能引入新的雜質，所以需要加入硫酸進行酸浸；鎳、鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵、硫酸鎳溶液，
故答案為：H₂SO₄；Ni²⁺、Fe²⁺；
（3）硫酸鎳溶液需要蒸發(fā)濃縮結晶析出，為防止鎳離子水解生成氫氧化鎳沉淀，需要控制溶液pH，
故答案為：防止在濃縮結晶過程中Ni²⁺水解；
（4）步驟A的操作順序是加熱濃縮、冷卻、結晶、過濾，
故答案為：結晶、過濾；
（5）NiSO₄在強堿溶溶中用NaClO氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料--NiOOH．該反應的離子方程式是：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH+Cl^-+H₂O，
故答案為：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH↓+Cl^-+H₂O．
分析：（1）含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）的單質及氧化物，鋁和氧化鋁都可以和強堿反應溶解得到偏鋁酸鹽；
（2）依據最后制備NiSO₄?7H₂O，防止引入其它雜質離子需要加入硫酸進行溶解；鐵及其化合物、鎳和硫酸反應生成亞鐵離子和鎳離子，過濾后得到溶液為硫酸亞鐵和硫酸鎳溶液；
（3）調節(jié)溶液PH為酸性防止鎳離子水解，減少鎳離子的損失；
（4）從溶液中得到易溶于水的晶體操作順序是加熱濃縮、冷卻、結晶、過濾；
（5）依據NiSO₄在強堿溶溶中用NaClO氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料--NiOOH，次氯酸鈉被還原為氯離子，結合電荷守恒、原子守恒書寫離子方程式．
點評：本題考查是一道綜合題目，涉及到鋁、鐵、鎳元素化合物的化學性質、控制溶液pH的方法除去雜質離子等，題目難度中等．