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。部分金屬氫氧化物Ksp近似值如下表所示：

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

現用含鎳廢催化劑制備NiSO4·7H2O晶體，其流程圖如圖：

回答下列問題：

（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，發生反應的離子方程式為__；一段時間后。溶液中有氣泡出現，并放熱．隨后有紅褐色沉淀生成。產生氣泡的原因是__；然后調節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），此時的pH=__（保留一位小數）

（4）“操作A”為_____、過濾、洗滌、干燥，即得產品。

（5）關于鐵鋁化合物的下列說法正確的是__(填序號)。

①配制FeCl3、AlCl3溶液時，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均可以通過化合反應生成

③利用氯水和KSCN溶液可以檢驗FeCl3溶液中有無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分解產生O2 2.7 冷卻結晶 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，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，進行過濾操作，則Fe、Ni及其他不溶于堿的雜質被過濾出，進行酸浸，則Fe和Ni溶于酸形成和，進行過濾操作，則不溶于酸的雜質被過濾出，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，經過后續處理得到晶體。

“堿浸”時Al和溶于堿生成，則發生反應的化學方程式為：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、，同時為了保證“堿浸”徹底，所加NaOH過量，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，所以酸浸時所用的酸應為，故答案為：；

更易形成從而達到去除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+，隨著反應的進行，產生的Fe3+可能會催化過氧化氫分解成水和氧氣，氣泡就是氧氣，結合題表中數據可知氫氧化鐵的Ksp=10-39，恰好沉淀完全，即時，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分解產生O2；2.7 ；

溶液中存在，經過加熱濃縮和操作A得到晶體，則操作A為冷卻結晶，故答案為：冷卻結晶；

(5)①由于FeCl3、AlCl3會水解，為了抑制FeCl3、AlCl3水解，配制FeCl3、AlCl3溶液時，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，②正確；

③Fe3+干擾Fe2+的檢驗，③錯誤；

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錯誤；

故答案為：①②。