【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:如下:

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(xiàn)用含鎳廢催化劑制備NiSO4·7H2O晶體,其流程圖如下:

回答下列問題:

(1)“堿浸”時發(fā)生反應的離子方程式為Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,________________。

(2)“酸浸”所使用的酸為_____________

(3)“凈化除雜”需加入H2O2溶液,其作用是__________________________。然后調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀,列式計算此時的pH。___________________________

(4)“操作A”為_____、過濾、洗滌、干燥,即得產(chǎn)品。

(5)NiSO4在強堿性溶液中可被NaClO氧化為NiOOH,該反應的離子方程式為__________________。

(6)NiOOH可作為鎳氫電池的電極材料,該電池的工作原理如下圖所示,其放電時,正極的電極反應式為__________________________________

【答案】 2A1+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2 稀硫酸(或硫酸、H2SO4) 將Fe2+氧化為Fe3+ c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3] /c(Fe3+)= 10-39/10-5=10-34, c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L, pH=2.7 冷卻結(jié)晶 2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH-

【解析】(1)“堿浸”時除了氧化鋁與堿反應外,還會有金屬鋁與堿反應生成偏鋁酸鈉和氫氣,反應的離子方程式為2A1+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑;正確答案:2A1+2OH-+2H2O=2AlO-2+3H2↑。

(2)根據(jù)流程可知,最后產(chǎn)物為硫酸鹽,所以“酸浸”所使用的酸為稀硫酸(或硫酸、H2SO4);正確答案:稀硫酸(或硫酸、H2SO4)。

(3)從圖表信息可知,氫氧化亞鐵的Ksp較大,而氫氧化鐵Ksp相對較小,因此“凈化除雜”需加入H2O2溶液,其作用是將Fe2+氧化為Fe3+,易與形成沉淀而除去;然后調(diào)節(jié)pH使溶液中鐵元素恰好完全沉淀,c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3] /c(Fe3+)= 10-39/10-5=10-34,c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L, pH=2.7正確答案將Fe2+氧化為Fe3+;c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3] /c(Fe3+)= 10-39/10-5=10-34, c(OH-)=10-11.3mol/L,所以c(H+)=Kw/c(OH-)=10-2.7mol/L, pH=2.7。

(4)從溶液中得到晶體的操作為:蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,即得產(chǎn)品;正確答案:冷卻結(jié)晶。

(5)NiSO4在強堿性溶液中可被NaClO氧化為NiOOH,該反應的離子方程式為2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O;正確答案: 2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O。

(6)放電時為原電池,正極發(fā)生還原反應,NiOOH被還原為Ni(OH)2,正極的電極反應式為:NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH-;正確答案:NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+OH-。

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B.CH4 (g)+2 O2(g)═CO2(g)+2 H2O (l)△H=﹣890.3 kJmol﹣1
C.CH4(g)+2 O2(g)═CO2(g)+2 H2O (g)△H=﹣890.3 kJmol﹣1
D.CH4(g)+2 O2 (g)═CO2(g)+2 H2O (l)△H=+890.3 kJmol﹣1

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