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(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）寫出Ni原子的核外電子排布式為

 

；
（2）“堿浸”的目的是除去

 

．
（3）“酸浸”時所加入的酸是

 

（填化學(xué)式）．酸浸后，濾液②中可能含有的金屬離子是

 

．
（4）“調(diào)pH為2～3”的目的是

 

．
（5）NiSO₄在強(qiáng)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(yīng)的離子方程式是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：金屬的回收與環(huán)境、資源保護(hù),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）Ni為28號元素，據(jù)此書寫核外電子排布式即可；
（2）含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）的單質(zhì)及氧化物，鋁和氧化鋁都可以和強(qiáng)酸強(qiáng)堿反應(yīng)溶解得到溶液含有偏鋁酸鹽；
（3）依據(jù)最后制備NiSO₄?7H₂O，防止引入其它雜質(zhì)離子需要加入硫酸進(jìn)行溶解；鐵及其化合物、鎳和硫酸反應(yīng)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；
（4）調(diào)節(jié)溶液PH為酸性防止鎳離子水解，減少鎳離子的損失；
（5）依據(jù)NiSO₄在強(qiáng)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(jié)合電荷守恒、原子守恒書寫離子方程式．

解答： 解：（1）Ni為28號元素，Ni原子的核外電子排布式為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²，故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁸4s²；
（2）“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(qiáng)堿反應(yīng)，氧化鋁是兩性氧化物和強(qiáng)堿反應(yīng)，鎳單質(zhì)和鐵及其氧化物不和堿反應(yīng)達(dá)到除去鋁元素的目的；反應(yīng)的兩種方程式為：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂O，故答案為：Al、Al₂O₃、油脂；
（3）“酸浸”時主要是溶解鎳金屬和鐵單質(zhì)及其氧化物，依據(jù)制備目的是得到NiSO₄?7H₂O，加入的酸不能引入新的雜質(zhì)，所以需要加入硫酸進(jìn)行酸浸；鎳、鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵、硫酸鎳溶液，
故答案為：H₂SO₄；Ni²⁺、Fe²⁺；
（4）硫酸鎳溶液需要蒸發(fā)濃縮結(jié)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(jié)晶過程中Ni²⁺水解[或“防止在濃縮結(jié)晶過程生成Ni（OH）₂沉淀]；
（5）NiSO₄在強(qiáng)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(yīng)的離子方程式是：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH+Cl^-+H₂O，故答案為：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH↓+Cl^-+H₂O．

點(diǎn)評：本題考查了金屬回收的基本方法、難溶電解質(zhì)的溶解與沉淀應(yīng)用、沉淀轉(zhuǎn)化的條件，掌握鋁、鐵、鎳元素化合物的化學(xué)性質(zhì)，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(zhì)離子是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．