Question

某含鎳（Ni）廢催化劑中主要含有Ni，還含有Al、Al203、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：

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

（13分）（1）Al、Al₂O₃（2分） （2）H₂SO₄（2分）；Ni^2＋、Fe^2＋（2分）
（3）防止在濃縮結晶過程中Ni²⁺水解（2分） （4）結晶、過濾（2分）
（5）2Ni²⁺＋ClO^-＋4OH^-＝2NiOOH↓＋Cl^-＋H₂O（3分）

解析試題分析：（1）“堿浸”過程中是為了除去鋁及其氧化物Al₂O₃，鋁和氧化鋁都可以和強堿反應，溶解得到偏鋁酸鹽，反應的離子方程式分別為2Al+2OH^-+2H₂O＝2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-＝2AlO₂^-+3H₂O。
（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，因此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，因此濾液②中可能含有的金屬離子是Ni²⁺、Fe²⁺。
（3）硫酸鎳溶液需要蒸發濃縮結晶析出，為防止鎳離子水解生成氫氧化鎳沉淀，需要控制溶液pH。
（4）步驟A的操作順序是加熱濃縮、冷卻、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，因此該反應的離子方程式是2Ni²⁺＋ClO^-＋4OH^-＝2NiOOH↓＋Cl^-＋H₂O。
考點：考查物質的分離和提純、化學實驗基本操作、實驗方案設計以及實驗條件控制的綜合應用等