Question

废镍催化剂中主要有Ni，还有Al、Fe、SiO₂及其它不溶于酸、碱的杂质。现用废镍催化剂制备NiSO₄·7H₂O晶体，其流程如图：

已知：K_sp[Fe(OH)₃]=8.0×10^－38，K_sp[Fe(OH)₂]=8.0×10^－16，K_sp[Al(OH)₃]=3.2×10^－34，K_sp[Ni(OH)₂]=2.0×10^－15，1g2=0.3，

回答下列问题

（1）“酸浸时发生的离子方程式为Fe+2H⁺=Fe²⁺+H₂↑、____。

（2）“净化除杂需要先加入H₂O₂溶液，发生反应的离子方程式为___。

（3）Ni²⁺在强碱性溶液中还可被NaClO氧化为NiOOH，该反应离子方程式为___。

Answer

Ni+2H+=Ni2++H2↑、OH-+H+=H2O H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 2Ni2++4OH-+ClO-=2NiOOH↓+Cl-+H2O

【解析】

废镍催化剂制备NiSO4•7H2O晶体的流程为：废镍催化剂先碱浸，Al、SiO2发生反应，Ni、Fe及其它不溶于酸、碱的杂质不反应，过滤除去滤液得到含有Ni、Fe及其它杂质；“酸浸”溶解滤渣，目的是得到NiSO4•7H2O，加入的酸不能引入新的杂质，应该为硫酸，过滤滤渣为其他不溶性杂质，滤液中含有Ni2+、SO42-、Fe2+；“净化除杂需要先加入H2O2溶液，硫酸亚铁被双氧水氧化生成Fe2(SO4)3，发生反应为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，调节溶液pH使铁离子转化成氢氧化铁沉淀，通过操作A过滤除去氢氧化铁、NiSO4溶液，对NiSO4溶液加热浓缩、冷却结晶、过滤得到NiSO4•7H2O晶体，据此解答。

(1)“酸浸时，加入的酸分别与过量的NaOH、Fe、Ni发生反应，发生的离子方程式分别为OH−+H+=H2O、Fe+2H+=Fe2++H2↑、Ni+2H+=Ni2++H2↑；

(2)净化除杂”需加入H2O2溶液，其目的则是氧化Fe2+为Fe3+，Fe3+更易形成Fe(OH)3从而达到去除Fe元素的目的，发生反应为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

(3)NiSO4在强碱性溶液中可被NaClO氧化为NiOOH，ClO−被还原为Cl−，根据电子守恒配平该反应的离子方程式应为：2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+Cl−+H2O。