Question

（20分）已知某化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al （31%）、Fe（1．3%）的單質(zhì)及氧化物，其他不溶雜質(zhì)（3．3%）。某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組通過(guò)查閱資料，設(shè)計(jì)了如下圖所示的方法以該含鎳廢催化劑為原料來(lái)制備NiSO₄·7H₂O。

回答下列問(wèn)題：
（1）操作a、c中需使用的儀器除鐵架臺(tái)（帶鐵圈）、酒精燈、燒杯、玻璃棒外還需要的主要儀器為         。
（2）“堿浸”的目的是除去         。
（3）“酸浸”時(shí)所加入的酸是         （填化學(xué)式）。酸浸后，經(jīng)操作a分離出固體①后，溶液中可能含有的金屬離子是         。
（4）操作b為調(diào)節(jié)溶液的pH，你認(rèn)為pH的最佳調(diào)控范圍是         。
（5）“調(diào)pH為2～3“的目的是         。
（6）產(chǎn)品晶體中有時(shí)會(huì)混有少量綠礬（FeSO₄·7H₂O），其原因可能是         。
（7） NiSO₄在強(qiáng)堿溶液中用次氯酸鈉氧化，可以制得堿性鎳鎘電池電極材料——NiOOH。該反應(yīng)的離子方程式___         。
（8）一般認(rèn)為殘留在溶液中的離子濃度小于1×10^-5 mol/L時(shí)，沉淀已經(jīng)完全。請(qǐng)利用上表中數(shù)據(jù)估算Fe（OH）₂的溶度積         和可逆反應(yīng)Fe²⁺+ 2H₂O2H⁺+ Fe（OH）₂在25℃時(shí)的平衡常數(shù)         

Answer 1

（1）操作a、操作c為過(guò)濾，所以還缺少主要儀器是漏斗
（2）含鎳廢催化劑中的AL、AL₂O₃能與堿液反應(yīng)，其他成分不能與堿液反應(yīng)。
（3）“酸浸”時(shí)所加入的酸是：稀硫酸，因?yàn)镹iSO₄·7H₂O中含有硫酸根。
含鎳廢催化劑經(jīng)堿液處理后，除去了AL、AL₂O₃，余下的成分主要為Ni，F(xiàn)e（1．3%）的單質(zhì)及氧化物，其他不溶雜質(zhì)（3．3%），酸浸后，Ni，F(xiàn)e（1．3%）的單質(zhì)及氧化物能溶于硫酸，濾液中的金屬離子是Ni²⁺、Fe²⁺離子；
（4）由于Fe²⁺離子氧化為Fe³⁺離子，所以調(diào)節(jié)溶液的pH最佳調(diào)控范圍是3.2～9.2；
（5）Ni²⁺為弱堿陽(yáng)離子，調(diào)pH為2～3的目的是抑制Ni²⁺的水解。
（6）可能是過(guò)氧化氫的量不足，導(dǎo)致e²⁺離子未被完全氧化造成的。
（7）由題信息得離子反應(yīng)方程式為：2Ni²⁺+CLO^-+4OH^-=2NiOOH+CL^-+H₂O；
（8）利用溶度積常數(shù)的計(jì)算方法處理計(jì)算。