Question

碱式氧化(NiOOH)可用废镍催化剂(主要含Ni、Al，少量Cr、FeS等)来制备，其工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)“浸泡除铝”时，发生反应的离子反应方程式为_____________________。

(2)“过滤1”用到的玻璃仪器________________________________________。

(3)已知该条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:

	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Ni^2+	6.2	8.6
Fe^2+	7.6	9.1
Fe^3+	2.3	3.3
Cr^3+	4.5	5.6

“调pH 1”时，溶液pH范围为_______________；

(4)在空气中加热Ni(OH)₂可得NiOOH，请写出此反应的化学方程式________________。

(5)在酸性溶液中CrO可以转化成Cr₂O，用离子方程式表示该转化反应__________，已知BaCrO₄的Ksp=1.2×10^-10，要使溶液中CrO沉淀完全(c(CrO)≦1×10^-5mol·L⁻¹),溶液中钡离子浓度至少为________mol·L⁻¹。

Answer

2Al+2OH-+2H2O==2AlO2-+3H2↑ 烧杯、漏斗、玻璃棒 5.6～6.2 4Ni(OH)2+O24NiOOH+2H2O 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 1.2×10-5mol·L−1

【解析】

由流程可知，废镍催化剂（主要含Ni、Al，少量Cr、FeS等）加氢氧化钠碱浸，Al溶于氢氧化钠溶液 2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑，过滤得到固体含有Ni、Cr、FeS，加入稀硫酸酸浸溶解，溶液含有Ni2+、Fe2+、Cr2+，加入NaClO氧化亚铁离子为铁离子，加入Ni（OH）2调节溶液pH使Fe3+和Cr2+全部沉淀，镍离子不沉淀，过滤后调节溶液pH得到Ni（OH）2沉淀，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到NiSO4•7H2O晶体，在加热条件下与空气反应得到碱式氧化镍（NiOOH），据此分析解答。

(1)“浸泡除铝”时，发生反应的化学方程式为2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑。本小题答案为：2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑。

(2) “过滤1”用到的玻璃仪器烧杯、漏斗、玻璃棒。本小题答案为：烧杯、漏斗、玻璃棒。

(3)加入Ni(OH)2调节溶液pH 1使Fe3+和Cr2+全部沉淀，镍离子不沉淀，故pH范围为5.6∼6.2。本小题答案我为：5.6∼6.2。

(4)在加热条件下Ni(OH)2与空气反应得到碱式氧化镍(NiOOH)，化学方程式为：4Ni(OH)2+O2 4NiOOH+2H2O。本小题答案为：4Ni(OH)2+O2 4NiOOH+2H2O。

(5) 在酸性溶液中CrO可以转化成Cr2O，根据原子守恒和电荷守恒，该反应的离子方程式为：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O。已知BaCrO4的Ksp=1.2×10-10，要使溶液中CrO42-沉淀完全(c(CrO72-)≦1×10-5mol·L−1)，根据沉淀溶解平衡可知Ksp=，则1.2×10-10=1×10-5mol·L−1×c(Ba2+)，则c(Ba2+)= 1.2×10-5mol·L−1。本小题答案为：2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O；1.2×10-5mol·L−1。