Question

【題目】鎳是有機(jī)合成的重要催化劑。某化工廠有含鎳催化劑廢品(主要成分是鎳，雜質(zhì)是鐵、鋁單質(zhì)及其化合物，少量難溶性雜質(zhì))。某學(xué)習(xí)小組設(shè)計如下流程利用含鎳催化劑廢品制備硫酸鎳晶體：

幾種難溶堿開始沉淀和完全沉淀的pH：

回答下列問題：

(1)溶液①中含金屬元素的離子是_________；

(2)用離子方程式表示加入雙氧水的目的______________；雙氧水可以用下列物質(zhì)替代的是_________

A.氧氣 漂白液 氯氣 硝酸；

(3)操作b調(diào)節(jié)溶液pH范圍為______________；

(4)操作a和c需要共同的玻璃儀器是_______；上述流程中，防止?jié)饪s結(jié)晶過程中，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 調(diào)節(jié)溶液pH為2--3

【解析】

(1)根據(jù)廢料成分知，堿和鋁、氧化鋁反應(yīng)，溶液中含有偏鋁酸根離子；

(2)根據(jù)數(shù)據(jù)表知，應(yīng)將亞鐵離子轉(zhuǎn)化成鐵離子除去，且不能引入新的雜質(zhì)離子；

(3)調(diào)節(jié)溶液pH使Fe3+完全沉淀，使Ni2+不沉淀，分離出固體是氫氧化鐵；

(4)過濾、蒸發(fā)都需要用玻璃儀器：玻璃棒；硫酸鎳是強(qiáng)酸弱堿鹽，根據(jù)鹽的水解規(guī)律判斷選擇的條件。

(1)堿和鋁、氧化鋁均能反應(yīng)，溶液中含有的含有金屬的離子是AlO2-；

(2)亞鐵離子具有還原性，雙氧水具有氧化性，加入雙氧水是為了氧化亞鐵離子成為鐵離子，離子反應(yīng)方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。選項(xiàng)的物質(zhì)都具有強(qiáng)的氧化性，會把Fe2+氧化為Fe3+，但漂白液(主要成分次氯酸鈉)、氯氣、硝酸替代雙氧水會引入新雜質(zhì)，而氧氣不能引入雜質(zhì)離子，故可以用作替代試劑為氧氣，合理選項(xiàng)是A；

(3)由表格可知，氫氧化鐵的沉淀范圍為，2.7-3.2，鎳離子的沉淀范圍是7.1-9.2，調(diào)節(jié)溶液的pH在3.2-7.1，既可以除去雜質(zhì)鐵離子，而又不使鎳離子形成沉淀；

(4)操作a是過濾得到固體和濾液，操作c是蒸發(fā)濃縮得到晶體過濾得到NiSO47H2O，操作a、c中均需使用的儀器為玻璃棒；鎳離子水解使溶液呈酸性，根據(jù)鹽的水解規(guī)律，為抑制鎳離子水解，溶液始終保持酸性，調(diào)節(jié)溶液pH為2—3。