NiSO4是一种重要的化工原料.大量用于电镀

从工艺分析可知，某化工厂含镍催化剂主要成分为Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）元素及氧化物以及其他不溶性杂质（3.3%）。将碱浸过滤得到的固体加入到酸浸过滤中。添加过氧化氢将亚铁离子氧化成铁离子。调节溶液的pH值，使铁离子和铝离子全部沉淀，而不沉淀镍离子。过滤后，调节溶液pH至2-3，以防止镍离子水解。经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤，得到NiSO4·7H2O晶体；

(1)根据流程图分析，操作a为过滤得固体及滤液，c为蒸发浓缩得晶体，过滤得NiSO4·7H2O；

(2)含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al(31％)元素和氧化物。铝和氧化铝都能与强酸、强碱反应溶解，生成含有偏铝酸盐的溶液；

(3)根据最终制备的NiSO4·7H2O，需要添加硫酸，以防止引入其他镁离子进行溶解；铁及其化合物、镍和硫酸反应生成亚铁离子和镍离子。过滤后得到的溶液为硫酸亚铁和硫酸镍溶液。 ;

(4)A. 基于化合价代数和为零的分析；

B． pH=4，c(OH-)=1×10-10 mol·L-1，根据Ksp计算铁离子浓度；

C。用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+，生成铁离子和氯离子；

D、根据图像确定生产钠硫铁矿的条件；

(5)根据氢氧化物沉淀的pH分析，加入过氧化氢将亚铁离子氧化成铁离子后，调节溶液的pH使铁离子全部沉淀，得到较纯的硫酸镍溶液，无镍离子沉淀；

(6)绿明矾晶体的存在说明保温过程中双氧水并没有氧化所有的亚铁离子。

方案：（1）a工序过滤得固体及滤液，c工序蒸发浓缩得晶体，过滤得NiSO4·7H2O；a、c工序所需仪器为除铁架（带铁环））、酒精灯、烧杯除了玻璃棒外，需要的主要仪器是过滤装置中的漏斗和蒸发浓缩液所需的蒸发皿。

所以答案是：蒸发皿；

(2)“碱浸”工艺是去除铝及其氧化物。铝是两性元素，与强碱发生反应。氧化铝是一种两性氧化物，与强碱发生反应。镍元素和铁及其氧化物不与碱发生反应。达到去除铝元素的目的；反应的两个方程为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，Al2O3+2OH-=2AlO2-+3H2O，

因此，答案为：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O；

(3)“酸浸”主要溶解镍金属和铁元素及其氧化物。根据制备目的，得到NiSO4·7H2O。添加的酸不能引入新的杂质，因此需要添加硫酸进行酸浸；镍、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫酸镍溶液。

因此，答案为：H2SO4； Ni2+、Fe2+；

(4)A. FeOOH中，O的价态为-2，H的价态为+1，铁的价态为+3，所以a是错误的；

B． pH=4，c(OH-)=1×10-10 mol·L-1，Ksp=c(Fe3+)×c3(OH-)，则c(Fe3+)=$\frac{Ksp}{{c} ^{3}（O{H}^{-}）}$=$\frac{2.64×10{\;}^{-39}}{（1{0}^{-10}）^{3} }$=2.64×10-9 mol/L，故b错误；

C。用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+，生成铁离子和氯离子。反应的离子方程式为：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，故c正确；

D、从图像上看，生成黄铁矿的条件为：温度为85~95℃，水的pH为1.2~1.8，所以d是正确的；

所以答案是：CD；

(5)根据图表中沉淀所需溶液的pH值，加入过氧化氢，将亚铁离子氧化成铁离子，然后调节溶液的pH值，使铁离子全部沉淀。将得到相对纯净的硫酸镍溶液，没有镍离子沉淀。 pH值应在3.2 -7.1间，

所以答案是：3.2-7.1；

(6)产物晶体中有时混有少量绿色硫酸(FeSO4·7H2O)，说明加入过氧化氢氧化剂氧化亚铁离子时，亚铁离子没有被完全氧化。氢氧化亚铁沉淀的pH值大于镍离子沉淀的pH值。 pH值，保温的目的是彻底氧化亚铁离子，

因此，答案是：H2O2量不足（或H2O2失效）且保温时间不足，导致Fe2+没有被完全氧化。

评论本题考察材料分离的实验设计和方法应用。它主要是利用溶液不同pH条件下的不同离子沉淀条件，控制溶液的pH值，去除杂质离子，得到较纯的硫酸镍溶液，从而制备硫酸镍晶体。还考察了除杂的原则，不能引入新的杂质。对铝及其化合物的性能进行分析判断。题目难度为中等。