Question

【题目】镍是有机合成的重要催化剂。某化工厂有含镍催化剂废品(主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质)。某学习小组设计如下流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体：

几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH：

回答下列问题：

(1)溶液①中含金属元素的离子是_________；

(2)用离子方程式表示加入双氧水的目的______________；双氧水可以用下列物质替代的是_________

A.氧气 漂白液 氯气 硝酸；

(3)操作b调节溶液pH范围为______________；

(4)操作a和c需要共同的玻璃仪器是_______；上述流程中，防止浓缩结晶过程中，Ni2+水解的措施是_______。

Answer 1

【答案】AlO2- 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O A 3.2pH<7.1 玻璃棒 调节溶液pH为2--3

【解析】

(1)根据废料成分知，碱和铝、氧化铝反应，溶液中含有偏铝酸根离子；

(2)根据数据表知，应将亚铁离子转化成铁离子除去，且不能引入新的杂质离子；

(3)调节溶液pH使Fe3+完全沉淀，使Ni2+不沉淀，分离出固体是氢氧化铁；

(4)过滤、蒸发都需要用玻璃仪器：玻璃棒；硫酸镍是强酸弱碱盐，根据盐的水解规律判断选择的条件。

(1)碱和铝、氧化铝均能反应，溶液中含有的含有金属的离子是AlO2-；

(2)亚铁离子具有还原性，双氧水具有氧化性，加入双氧水是为了氧化亚铁离子成为铁离子，离子反应方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。选项的物质都具有强的氧化性，会把Fe2+氧化为Fe3+，但漂白液(主要成分次氯酸钠)、氯气、硝酸替代双氧水会引入新杂质，而氧气不能引入杂质离子，故可以用作替代试剂为氧气，合理选项是A；

(3)由表格可知，氢氧化铁的沉淀范围为，2.7-3.2，镍离子的沉淀范围是7.1-9.2，调节溶液的pH在3.2-7.1，既可以除去杂质铁离子，而又不使镍离子形成沉淀；

(4)操作a是过滤得到固体和滤液，操作c是蒸发浓缩得到晶体过滤得到NiSO47H2O，操作a、c中均需使用的仪器为玻璃棒；镍离子水解使溶液呈酸性，根据盐的水解规律，为抑制镍离子水解，溶液始终保持酸性，调节溶液pH为2—3。