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;

日期: 2024-06-05 16:04:52|浏览: 69|编号: 71930

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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;

可以从含镍废催化剂中回收镍的方法如下:

某油脂化工厂含镍催化剂主要成分为Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)及其氧化物、其它不溶性杂质(3.3%)。部分阳离子完全以氢氧化物形式析出时的pH如下:

沉淀

氢氧化铝

氢氧化铁

氢氧化铁

氢氧化镍

pH

5.2

3.2

9.7

9.2

回答下列问题:

(1)“碱浸”的目的是为了去除。

(2)“酸浸”时加入的酸是(填入化学式)。酸浸后滤液②中可能含有的金属离子是。

(3)“调节pH值为2-3”的目的是。

(4)产品晶体中有时会混入少量绿矾(FeSO4·7H2O),这可能是由于生产工艺所致。

(5)在强碱性溶液中,NaClO可氧化NiSO4,生成碱性镍镉电池的电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为。

答案分析:解答:(1)“碱浸”工艺的目的是除去铝及其氧化物和油污。铝是两性元素,能与强碱反应,氧化铝是两性氧化物,能与强碱反应。镍和铁及其氧化物不与碱反应,达到除铝的目的。二者反应方程式分别为:2Al 2OH- 2H2O═2AlO2- 3H2↑,Al2O3 2OH-═2AlO2- 3H2O,

所以答案是:Al,Al2O3,油脂;

(2)酸浸主要溶解镍金属和铁及其氧化物,制备的目的是为了得到NiSO4·7H2O。加入的酸不能引入新的杂质,所以酸浸时需加入硫酸。镍、铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和硫酸镍溶液。

所以答案是:H2SO4;Ni2,Fe2;

(3)硫酸镍溶液需经过蒸发浓缩结晶,为防止镍离子水解形成氢氧化镍沉淀,需控制溶液pH值在酸性条件下。

因此,答案为:在浓缩结晶过程中防止Ni2水解(或“在浓缩结晶过程中防止Ni(OH)2沉淀”);

(4)产品晶体中有时会混入少量绿矾(FeSO4·7H2O),说明加入双氧水氧化亚铁离子时,亚铁离子没有被完全氧化。氢氧化亚铁沉淀的pH大于镍离子沉淀的pH。保温的目的是为了使亚铁离子完全氧化。

因此答案是:H2O2量不足(或H2O2失效)、保温时间不够,导致Fe2+氧化不完全;

(5)在强碱性溶液中,NiSO4与NaClO一起氧化,生成碱性镍镉电池的电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为:-4OH-=Cl-H2O。

因此答案为:2Ni2 ClO- 4OH-=↓ Cl- H2O。

分析:(1)含镍催化剂主要含Ni,还含有Al(31%),以单体和氧化物的形式存在。铝和氧化铝能与强酸、强碱发生反应,溶解,得到含有偏铝酸盐的溶液;

(2)根据最终制备NiSO4·7H2O,需要加入硫酸进行溶解,防止引入其它杂质离子;铁及其化合物、镍与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;

(3)调节溶液pH值至酸性,防止镍离子水解,减少镍离子的损失;

(4)绿色硫酸盐晶体的出现说明保温过程中过氧化氢没有完全氧化亚铁离子;

(5)基于NaClO在强碱性溶液中氧化NiSO4,可得到碱性镍镉电池的电极材料—NiOOH。次氯酸钠还原为氯离子。结合电荷守恒和原子守恒,写出离子反应方程式。

点评:本题考查了金属回收的基本方法,难溶性电解质的溶解和沉淀应用,沉淀转化的条件,对铝、铁、镍化合物化学性质的认识,以及在不同溶液pH条件下使用不同离子沉淀条件的方法。控制溶液pH值去除杂质离子是答题的关键。本题难度中等。

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