题目

题型：不详难度：来源：

（20分）已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al （31%）、Fe（1．3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3．3%）。某校化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以该含镍废催化剂为原料来制备NiSO₄·7H₂O。

回答下列问题：
（1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为         。
（2）“碱浸”的目的是除去         。
（3）“酸浸”时所加入的酸是         （填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是         。
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是         。
（5）“调pH为2～3“的目的是         。
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO₄·7H₂O），其原因可能是         。
（7） NiSO₄在强碱溶液中用次氯酸钠氧化，可以制得碱性镍镉电池电极材料——NiOOH。该反应的离子方程式___         。
（8）一般认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10^-5 mol/L时，沉淀已经完全。请利用上表中数据估算Fe（OH）₂的溶度积         和可逆反应Fe²⁺+ 2H₂O2H⁺+ Fe（OH）₂在25℃时的平衡常数         

答案

解析

（1）操作a、操作c为过滤，所以还缺少主要仪器是漏斗
（2）含镍废催化剂中的AL、AL₂O₃能与碱液反应，其他成分不能与碱液反应。
（3）“酸浸”时所加入的酸是：稀硫酸，因为NiSO₄·7H₂O中含有硫酸根。
含镍废催化剂经碱液处理后，除去了AL、AL₂O₃，余下的成分主要为Ni，Fe（1．3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3．3%），酸浸后，Ni，Fe（1．3%）的单质及氧化物能溶于硫酸，滤液中的金属离子是Ni²⁺、Fe²⁺离子；
（4）由于Fe²⁺离子氧化为Fe³⁺离子，所以调节溶液的pH最佳调控范围是3.2～9.2；
（5）Ni²⁺为弱碱阳离子，调pH为2～3的目的是抑制Ni²⁺的水解。
（6）可能是过氧化氢的量不足，导致e²⁺离子未被完全氧化造成的。
（7）由题信息得离子反应方程式为：2Ni²⁺+CLO^-+4OH^-=2NiOOH+CL^-+H₂O；
（8）利用溶度积常数的计算方法处理计算。