Question

某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni，还含有Al、Al₂O₃、Fe及其它不溶于酸、碱的杂质。部分金属氢氧化物K_sp近似值如下表所示：

化学式	Fe(OH)2	Fe(OH)3	Al(OH)3	Ni(OH)2
Ksp近似值	10^-17	10^-39	10^-34	10^-15

现用含镍废催化剂制备NiSO₄·7H₂O晶体，其流程图如图：

回答下列问题：

（1）滤液中的阴离子为_____。

（2）“酸浸”所使用的酸为_____。

（3）“净化除杂”是为了除铁，需加入H₂O₂溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为__；一段时间后。溶液中有气泡出现，并放热．随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__；然后调节pH就可使溶液中铁元素完全沉淀，若使其刚好沉淀完全（离子浓度为1.0×10^-5mol/L），此时的pH=__（保留一位小数）

（4）“操作A”为_____、过滤、洗涤、干燥，即得产品。

（5）关于铁铝化合物的下列说法正确的是__(填序号)。

①配制FeCl₃、AlCl₃溶液时，均是先将固体FeCl₃、AlCl₃溶于较浓的盐酸，再用蒸馏水稀释到所需浓度

②FeCl₂、FeCl₃、Fe(OH)₃均可以通过化合反应生成

③利用氯水和KSCN溶液可以检验FeCl₃溶液中有无Fe²⁺

④加热蒸干Al₂(SO₄)₃溶液残留固体的成分为Al₂O₃

Answer

AlO2-和OH- 稀硫酸（或H2SO4） H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+ Fe3+催化H2O2分解产生O2 2.7 冷却结晶 ①②

【解析】

某含镍废催化剂中主要含有Ni，还含有Al、、Fe及其它不溶于酸、碱的杂质，工艺流程的目的是用含镍废催化剂制备晶体，分析工艺流程，将含Ni废催化剂碱浸，Al和溶于碱生成，进行过滤操作，则Fe、Ni及其他不溶于碱的杂质被过滤出，进行酸浸，则Fe和Ni溶于酸形成和，进行过滤操作，则不溶于酸的杂质被过滤出，滤液中主要含有和，净化除杂主要除去Fe元素得到Ni元素的溶液，经过后续处理得到晶体。

“碱浸”时Al和溶于碱生成，则发生反应的化学方程式为：Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、，同时为了保证“碱浸”彻底，所加NaOH过量，所以，滤液中的阴离子为：AlO2-和OH-，故答案为：AlO2-和OH-；

工艺流程最终目的是制备晶体，所以酸浸时所用的酸应为，故答案为：；

更易形成从而达到去除Fe元素的目的，所以，“净化除杂”需加入溶液，将氧化为，离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+，随着反应的进行，产生的Fe3+可能会催化过氧化氢分解成水和氧气，气泡就是氧气，结合题表中数据可知氢氧化铁的Ksp=10-39，恰好沉淀完全，即时，有10-39=，由Kw=c(H+)×C(OH-)得，c3(H+)==10-8，c(H+)= =×10-3，所以pH=-lg(×10-3)=3-≈2.7,故答案为：H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+；Fe3+催化H2O2分解产生O2；2.7 ；

溶液中存在，经过加热浓缩和操作A得到晶体，则操作A为冷却结晶，故答案为：冷却结晶；

(5)①由于FeCl3、AlCl3会水解，为了抑制FeCl3、AlCl3水解，配制FeCl3、AlCl3溶液时，均是先将固体FeCl3、AlCl3溶于较浓的盐酸，再用蒸馏水稀释到所需浓度，①正确；

②2FeCl3+Fe=3FeCl2、2Fe+3Cl22FeCl3、4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3均是化合反应，②正确；

③Fe3+干扰Fe2+的检验，③错误；

④Al2(SO4)3+3H2O=2Al(OH)3+3H2SO4，硫酸抑制Al2(SO4)3水解，故加热蒸干Al2(SO4)3溶液残留固体的成分Al2(SO4)3，④错误；

故答案为：①②。