Question

從含鎳廢催化劑中可回收鎳，其流程如下：

某油脂化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）、Fe（1.3%）的單質及氧化物，其他不溶雜質（3.3%）．部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時的pH如下：

沉淀物	Al（OH）3	Fe（OH）3	Fe（OH）2	Ni（OH）2
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

回答下列問題：
（1）“堿浸”的目的是除去______．
（2）“酸浸”時所加入的酸是______（填化學式）．酸浸后，濾液②中可能含有的金屬離子是______．
（3）“調pH為2～3”的目的是______．
（4）產品晶體中有時會混有少量綠礬（FeSO₄?7H₂O），可能是由于生產過程中______．
（5）NiSO₄在強堿溶液中用NaClO氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料--NiOOH．該反應的離子方程式是______．

Answer 1

解：（1）“堿浸”過程中是為了除去鋁及其氧化物極其油脂，鋁是兩性元素和強堿反應，氧化鋁是兩性氧化物和強堿反應，鎳單質和鐵及其氧化物不和堿反應達到除去鋁元素的目的；反應的兩種方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂O，
故答案為：Al、Al₂O₃、油脂；
（2）“酸浸”時主要是溶解鎳金屬和鐵單質及其氧化物，依據制備目的是得到NiSO₄?7H₂O，加入的酸不能引入新的雜質，所以需要加入硫酸進行酸浸；鎳、鐵和稀硫酸反應生成硫酸亞鐵、硫酸鎳溶液，
故答案為：H₂SO₄；Ni²⁺、Fe²⁺；
（3）硫酸鎳溶液需要蒸發濃縮結晶析出，為防止鎳離子水解生成氫氧化鎳沉淀，需要控制溶液pH在酸性條件下，
故答案為：防止在濃縮結晶過程中Ni²⁺水解（或“防止在濃縮結晶過程生成Ni（OH）₂沉淀）；
（4）產品晶體中有時會混有少量綠礬（FeSO₄?7H₂O），說明在加入過氧化氫氧化劑氧化亞鐵離子時未把亞鐵離子全部氧化，氫氧化亞鐵沉淀的pH大于鎳離子沉淀的pH，保溫目的是把亞鐵離子完全氧化，
故答案為：H₂O₂的用量不足（或H₂O₂失效）、保溫時間不足導致Fe²⁺未被完全氧化造成的；
（5）NiSO₄在強堿溶溶中用NaClO氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料--NiOOH．該反應的離子方程式是：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH+Cl^-+H₂O，
故答案為：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH↓+Cl^-+H₂O．
分析：（1）含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）的單質及氧化物，鋁和氧化鋁都可以和強酸強堿反應溶解得到溶液含有偏鋁酸鹽；
（2）依據最后制備NiSO₄?7H₂O，防止引入其它雜質離子需要加入硫酸進行溶解；鐵及其化合物、鎳和硫酸反應生成亞鐵離子和鎳離子，過濾后得到溶液為硫酸亞鐵和硫酸鎳溶液；
（3）調節溶液PH為酸性防止鎳離子水解，減少鎳離子的損失；
（4）含有綠礬晶體說明在加入過氧化氫保溫過程中，過氧化氫未把亞鐵離子全部氧化；
（5）依據NiSO₄在強堿溶溶中用NaClO氧化，可制得堿性鎳鎘電池電極材料--NiOOH，次氯酸鈉被還原為氯離子，結合電荷守恒、原子守恒書寫離子方程式．
點評：本題考查了金屬回收的基本方法、難溶電解質的溶解與沉淀應用、沉淀轉化的條件，掌握鋁、鐵、鎳元素化合物的化學性質，利用溶液不同PH條件下離子沉淀的情況不同，控制溶液pH的方法除去雜質離子是解答的關鍵，題目難度中等．