Question

（20分）已知某化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al （31%）、Fe（1．3%）的單質及氧化物，其他不溶雜質（3．3%）。某校化學研究性學習小組通過查閱資料，設計了如下圖所示的方法以該含鎳廢催化劑為原料來制備NiSO₄·7H₂O。

回答下列問題：
（1）操作a、c中需使用的儀器除鐵架臺（帶鐵圈）、酒精燈、燒杯、玻璃棒外還需要的主要儀器為         。
（2）“堿浸”的目的是除去         。
（3）“酸浸”時所加入的酸是         （填化學式）。酸浸后，經操作a分離出固體①后，溶液中可能含有的金屬離子是         。
（4）操作b為調節溶液的pH，你認為pH的最佳調控范圍是         。
（5）“調pH為2～3“的目的是         。
（6）產品晶體中有時會混有少量綠礬（FeSO₄·7H₂O），其原因可能是         。
（7） NiSO₄在強堿溶液中用次氯酸鈉氧化，可以制得堿性鎳鎘電池電極材料——NiOOH。該反應的離子方程式___         。
（8）一般認為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol/L時，沉淀已經完全。請利用上表中數據估算Fe（OH）₂的溶度積         和可逆反應Fe²⁺+ 2H₂O2H⁺+ Fe（OH）₂在25℃時的平衡常數         

Answer 1

（1）操作a、操作c為過濾，所以還缺少主要儀器是漏斗
（2）含鎳廢催化劑中的AL、AL₂O₃能與堿液反應，其他成分不能與堿液反應。
（3）“酸浸”時所加入的酸是：稀硫酸，因為NiSO₄·7H₂O中含有硫酸根。
含鎳廢催化劑經堿液處理后，除去了AL、AL₂O₃，余下的成分主要為Ni，Fe（1．3%）的單質及氧化物，其他不溶雜質（3．3%），酸浸后，Ni，Fe（1．3%）的單質及氧化物能溶于硫酸，濾液中的金屬離子是Ni²⁺、Fe²⁺離子；
（4）由于Fe²⁺離子氧化為Fe³⁺離子，所以調節溶液的pH最佳調控范圍是3.2～9.2；
（5）Ni²⁺為弱堿陽離子，調pH為2～3的目的是抑制Ni²⁺的水解。
（6）可能是過氧化氫的量不足，導致e²⁺離子未被完全氧化造成的。
（7）由題信息得離子反應方程式為：2Ni²⁺+CLO^-+4OH^-=2NiOOH+CL^-+H₂O；
（8）利用溶度積常數的計算方法處理計算。