题目内容
实验室模拟回收某废旧含镍催化剂（主要成分为NiO，另含Fe2O3、CaO、CuO、BaO等）生产Ni2O3。其工艺流程为：
（1）根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)2含 量增大，其原因是 。
（2）工艺流程中“副产品”的化学式为 。
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
操作B是为了除去滤液中的铁元素，某同学设计了如下实验方案：向操作A所得的滤液中加入NaOH溶液，调节溶液pH为3.7～7.7，静置，过滤。请对该实验方案进行评价
（若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F－浓度为3×10－3mol·L－1，则Ca2+的浓度为 mol·L－1。（常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10－11）
（5）电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步：
①碱性条件下Cl－在阳极被氧化为ClO－；
②Ni2+被ClO－氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。
第②步反应的离子方程式为 。
（1）根据图Ⅰ所示的X射线衍射图谱，可知浸出渣含有三种主要成分，其中“物质X”为 。图Ⅱ表示镍的浸出率与温度的关系，当浸出温度高于70℃时，镍的浸出率降低，浸出渣中Ni(OH)2含 量增大，其原因是 。
（2）工艺流程中“副产品”的化学式为 。
（3）已知有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表：
| 氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Ni(OH)2 |
| 开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.7 |
| 沉淀完全的pH | 3.7 | 9.7 | 9.2 |
（若原方案正确，请说明理由；若原方案错误，请加以改正）。
（4）操作C是为了除去溶液中的Ca2+，若控制溶液中F－浓度为3×10－3mol·L－1，则Ca2+的浓度为 mol·L－1。（常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10－11）
（5）电解产生2NiOOH·H2O的原理分两步：
①碱性条件下Cl－在阳极被氧化为ClO－；
②Ni2+被ClO－氧化产生2NiOOH·H2O沉淀。
第②步反应的离子方程式为 。
（12分）（1）BaSO4 温度升高，Ni2+的水解程度增大
（2）CuSO4·5H2O
（3）方案错误。在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+
（4）3×10－6
（5）ClO－＋2Ni2+＋4OH－=2NiOOH·H2O＋Cl－
由题意知，含镍催化剂与硫酸反应后，Ca2+和Ba2+形成沉淀，通入硫化氢气体将Cu2+沉淀，操作B除去Fe3+，操作C除去Ca2+。最后加氯化钠电解硫酸镍溶液得到2NiOOH·H2O。
（2）CuSO4·5H2O
（3）方案错误。在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+
（4）3×10－6
（5）ClO－＋2Ni2+＋4OH－=2NiOOH·H2O＋Cl－
由题意知，含镍催化剂与硫酸反应后，Ca2+和Ba2+形成沉淀，通入硫化氢气体将Cu2+沉淀，操作B除去Fe3+，操作C除去Ca2+。最后加氯化钠电解硫酸镍溶液得到2NiOOH·H2O。
试题分析：（1）与硫酸反应产生沉淀的除硫酸钙、氢氧化镍外还有就是硫酸钡，所以物质X为BaSO4；由于随着温度升高，Ni2+的水解程度增大，从而导致镍的浸出率降低，浸出渣中Ni（OH）2含量增大；
（2）由于CuS、S灼烧后溶于稀硫酸中生成硫酸铜，所以副产品应该是胆矾，即CuSO4?5H2O，
（3）由于用氢氧化钠溶液调节溶液的pH值，容易引入杂质，而且pH为3.7～7.7，亚铁离子沉淀不完全，所以方案是错误的；正确的操作应该是在调节pH前，应先在滤液中加入H2O2，使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+，
（4）根据常温时CaF2的溶度积常数为2.7×10-11可知，溶液中F-浓度为3×10-3 mol?L-1，则Ca2+的浓度为2.7×10-11/(3×10-3)2= 3×10－6mol?L-1；
（5）Ni2+被ClO-氧化产生2NiOOH?H2O沉淀，其还原产物是氯离子，则根据电子的得失守恒可知，第②步反应的离子方程式为ClO-+2Ni2++4OH-=2NiOOH?H2O+Cl-。
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