Question

从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：

某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的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

回答下列问题：
（1）“碱浸”的目的是除去

Al、Al₂O₃、油脂

．
（2）“酸浸”时所加入的酸是

H₂SO₄

（填化学式）．酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是

Ni²⁺、Fe²⁺

．
（3）“调pH为2～3”的目的是

防止在浓缩结晶过程中Ni²⁺水解

．
（4）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO₄?7H₂O），可能是由于生产过程中

H₂O₂的用量不足（或H₂O₂失效）、保温时间不足导致Fe²⁺未被完全氧化造成的

．
（5）NiSO₄在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH．该反应的离子方程式是

2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH↓+Cl^-+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）的单质及氧化物，铝和氧化铝都可以和强酸强碱反应溶解得到溶液含有偏铝酸盐；
（2）依据最后制备NiSO₄?7H₂O，防止引入其它杂质离子需要加入硫酸进行溶解；铁及其化合物、镍和硫酸反应生成亚铁离子和镍离子，过滤后得到溶液为硫酸亚铁和硫酸镍溶液；
（3）调节溶液PH为酸性防止镍离子水解，减少镍离子的损失；
（4）含有绿矾晶体说明在加入过氧化氢保温过程中，过氧化氢未把亚铁离子全部氧化；
（5）依据NiSO₄在强碱溶溶中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH，次氯酸钠被还原为氯离子，结合电荷守恒、原子守恒书写离子方程式．

解答：解：（1）“碱浸”过程中是为了除去铝及其氧化物极其油脂，铝是两性元素和强碱反应，氧化铝是两性氧化物和强碱反应，镍单质和铁及其氧化物不和碱反应达到除去铝元素的目的；反应的两种方程式为：2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂O，
故答案为：Al、Al₂O₃、油脂；
（2）“酸浸”时主要是溶解镍金属和铁单质及其氧化物，依据制备目的是得到NiSO₄?7H₂O，加入的酸不能引入新的杂质，所以需要加入硫酸进行酸浸；镍、铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁、硫酸镍溶液，
故答案为：H₂SO₄；Ni²⁺、Fe²⁺；
（3）硫酸镍溶液需要蒸发浓缩结晶析出，为防止镍离子水解生成氢氧化镍沉淀，需要控制溶液pH在酸性条件下，
故答案为：防止在浓缩结晶过程中Ni²⁺水解（或“防止在浓缩结晶过程生成Ni（OH）₂沉淀）；
（4）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO₄?7H₂O），说明在加入过氧化氢氧化剂氧化亚铁离子时未把亚铁离子全部氧化，氢氧化亚铁沉淀的pH大于镍离子沉淀的pH，保温目的是把亚铁离子完全氧化，
故答案为：H₂O₂的用量不足（或H₂O₂失效）、保温时间不足导致Fe²⁺未被完全氧化造成的；
（5）NiSO₄在强碱溶溶中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH．该反应的离子方程式是：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH+Cl^-+H₂O，
故答案为：2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH↓+Cl^-+H₂O．

点评：本题考查了金属回收的基本方法、难溶电解质的溶解与沉淀应用、沉淀转化的条件，掌握铝、铁、镍元素化合物的化学性质，利用溶液不同PH条件下离子沉淀的情况不同，控制溶液pH的方法除去杂质离子是解答的关键，题目难度中等．