Question

【題目】某含鎳(Ni)廢催化劑中主要含有Ni，還含有Al、Al2O3、Fe及其它不溶于酸、堿的雜質(zhì)。部分金屬氫氧化物Ksp近似值如下表所示：

化學(xué)式	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Al(OH)3	Ni(OH)2
Ksp近似值	10-17	10-39	10-34	10-15

現(xiàn)用含鎳廢催化劑制備NiSO4·7H2O晶體，其流程圖如圖：

回答下列問(wèn)題：

（1）濾液中的陰離子為_____。

（2）“酸浸”所使用的酸為_____。

（3）“凈化除雜”是為了除鐵，需加入H2O2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__；一段時(shí)間后。溶液中有氣泡出現(xiàn)，并放熱．隨后有紅褐色沉淀生成。產(chǎn)生氣泡的原因是__；然后調(diào)節(jié)pH就可使溶液中鐵元素完全沉淀，若使其剛好沉淀完全（離子濃度為1.0×10-5mol/L），此時(shí)的pH=__（保留一位小數(shù)）

（4）“操作A”為_____、過(guò)濾、洗滌、干燥，即得產(chǎn)品。

（5）關(guān)于鐵鋁化合物的下列說(shuō)法正確的是__(填序號(hào))。

①配制FeCl3、AlCl3溶液時(shí)，均是先將固體FeCl3、AlCl3溶于較濃的鹽酸，再用蒸餾水稀釋到所需濃度

②FeCl2、FeCl3、Fe(OH)3均可以通過(guò)化合反應(yīng)生成

③利用氯水和KSCN溶液可以檢驗(yàn)FeCl3溶液中有無(wú)Fe2+

④加熱蒸干Al2(SO4)3溶液殘留固體的成分為Al2O3

Answer 1

【答案】AlO2-和OH- 稀硫酸（或H2SO4） H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+ Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2 2.7 冷卻結(jié)晶 ①②

【解析】

某含鎳廢催化劑中主要含有Ni，還含有Al、、Fe及其它不溶于酸、堿的雜質(zhì)，工藝流程的目的是用含鎳廢催化劑制備晶體，分析工藝流程，將含Ni廢催化劑堿浸，Al和溶于堿生成，進(jìn)行過(guò)濾操作，則Fe、Ni及其他不溶于堿的雜質(zhì)被過(guò)濾出，進(jìn)行酸浸，則Fe和Ni溶于酸形成和，進(jìn)行過(guò)濾操作，則不溶于酸的雜質(zhì)被過(guò)濾出，濾液中主要含有和，凈化除雜主要除去Fe元素得到Ni元素的溶液，經(jīng)過(guò)后續(xù)處理得到晶體。

“堿浸”時(shí)Al和溶于堿生成，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、，同時(shí)為了保證“堿浸”徹底，所加NaOH過(guò)量，所以，濾液中的陰離子為：AlO2-和OH-，故答案為：AlO2-和OH-；

工藝流程最終目的是制備晶體，所以酸浸時(shí)所用的酸應(yīng)為，故答案為：；

更易形成從而達(dá)到去除Fe元素的目的，所以，“凈化除雜”需加入溶液，將氧化為，離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，產(chǎn)生的Fe3+可能會(huì)催化過(guò)氧化氫分解成水和氧氣，氣泡就是氧氣，結(jié)合題表中數(shù)據(jù)可知?dú)溲趸�鐵的Ksp=10-39，恰好沉淀完全，即時(shí)，有10-39=，由Kw=c(H+)×C(OH-)得，c3(H+)==10-8，c(H+)= =×10-3，所以pH=-lg(×10-3)=3-≈2.7,故答案為：H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+；Fe3+催化H2O2分解產(chǎn)生O2；2.7 ；

溶液中存在，經(jīng)過(guò)加熱濃縮和操作A得到晶體，則操作A為冷卻結(jié)晶，故答案為：冷卻結(jié)晶；

(5)①由于FeCl3、AlCl3會(huì)水解，為了抑制FeCl3、AlCl3水解，配制FeCl3、AlCl3溶液時(shí)，均是先將固體FeCl3、AlCl3溶于較濃的鹽酸，再用蒸餾水稀釋到所需濃度，①正確；

②2FeCl3+Fe=3FeCl2、2Fe+3Cl22FeCl3、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3均是化合反應(yīng)，②正確；

③Fe3+干擾Fe2+的檢驗(yàn)，③錯(cuò)誤；

④Al2(SO4)3+3H2O=2Al(OH)3+3H2SO4，硫酸抑制Al2(SO4)3水解，故加熱蒸干Al2(SO4)3溶液殘留固體的成分Al2(SO4)3，④錯(cuò)誤；

故答案為：①②。