Question

(14分)某化學(xué)小組通過查閱資料，設(shè)計(jì)了如下圖所示的方法以含鎳廢催化劑為原料來制備NiSO4。已知某化工廠的含鎳廢催化劑主要含有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％)。

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)的pH如下：

（1）“堿浸”過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是

（2）“酸浸”時(shí)所加入的酸是 (填化學(xué)式)。

（3）加入H2O2時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為

（4）操作b為調(diào)節(jié)溶液的pH，你認(rèn)為pH的調(diào)控范圍是

（5）產(chǎn)品晶體中有時(shí)會(huì)混有少量綠礬(FeS04·7H20)，其原因可能是 (寫出一點(diǎn)即可)。

（6）NiS04·7H20可用于制備鎳氫電池(NiMH)，鎳氫電池目前已經(jīng)成為混合動(dòng)力汽車的一種主要電池類型。NiMH中的M表示儲(chǔ)氫金屬或合金。該電池在充電過程中總反應(yīng)的化學(xué)方程式是Ni(OH)2+M=NiOOH+MH，則NiMH電池放電過程中，正極的電極反應(yīng)式為 。

Answer 1

（1）2Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。

（2）H2SO4。

（3）H2O2+2Fe2++2H+＝2Fe3++2H2O：。

（4）3.2~7.1。

（5）H2O2的用量不足（或H2O2失效或保溫時(shí)間不足）導(dǎo)致Fe2+末被氧化完全。

（6）NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+ OH-

【解析】

試題分析：（1）已知含鎳廢催化劑主要含有Ni、Al、Fe的單質(zhì)及氧化物，堿浸時(shí)離子反應(yīng)為Al+2OH-+2H2O=AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O。（2）工藝目的是制備NiSO4所以應(yīng)加H2SO4。

（3）加雙氧水目的是氧化Fe2+，化學(xué)反應(yīng)為H2O2+2Fe2++2H+＝2Fe3++2H2O：。 （4）操作b調(diào)節(jié)溶液的pH的目的使Fe3+生成Fe（OH）3沉淀而除去但不使Ni2+生成沉淀。由表中數(shù)據(jù)可知pH的調(diào)控范圍為3.2~7.1。（5）產(chǎn)品中混有少量綠礬(FeS04·7H20)，說明部分Fe2+末被完全氧化可能原因?yàn)镠2O2的用量不足（或H2O2失效或保溫時(shí)間不足）導(dǎo)致Fe2+末被氧化完全。（6）由充電過程中總反應(yīng)化學(xué)方程式Ni(OH)2+M=NiOOH+MH可知放電時(shí)正極NiOOH轉(zhuǎn)變?yōu)镹i(OH)2，電極反應(yīng)為NiOOH+H2O+e-= Ni(OH)2+ OH-

考點(diǎn)：了解常見Fe、Al及其重要化合物的主要性質(zhì)及其應(yīng)用。了解鹽的水解。了解鹽類水解的原理，了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。