Question

19．某油脂化工廠的含鎳廢催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）、Fe（1.3%）的單質及其氧化物，其他不溶雜志（3.3%）．由含鎳廢催化劑制取NiSO₄.7H₂0的流程如圖：
（1）含鎳廢催化劑中加入堿液的目的是除去油脂、Al、Al₂O₃．
（2）濾渣3的化學式為Fe（OH）₃．
（3）實驗室中，過濾操作除用到玻璃棒外，還需要的玻璃儀器有燒杯、漏斗．
（4）向濾液1中通入過濾CO₂氣體有白色沉淀產生，反應的離子方程式為[Al（OH）₄]^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-．
（5）向濾液2中加入H₂0₂，保溫過程中應控制溫度不宜過高，原因是溫度過高H₂O₂易發(fā)生分解．
（6）調節(jié)濾液3的pH為2-3，經蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、烘干可制得NiSO₄.7H₂O．
（7）操作不當易造成NiSO₄.7H₂O混有FeSO₄.7H₂O，請你設計實驗證明上述結論用試管取少量產品，加蒸餾水溶解，加入KSCN溶液，無明顯現象，再加入H₂O₂溶液呈紅色，證明NiSO₄.7H₂O中混有FeSO₄.7H₂O．

Answer 1

分析 由流程可知，某化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）、Fe（1.3%）的單質及氧化物，其他不溶雜質（3.3%），原料中加入堿溶液，鋁元素溶解，堿浸后過濾得到固體中應含有鎳、鐵的化合物，酸浸后過濾，濾液中含有亞鐵離子、鐵離子、鎳離子，加入過氧化氫將亞鐵離子氧化為鐵離子，調節(jié)溶液PH使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鎳離子不沉淀，再過濾后，調節(jié)濾液PH值為2-3防止鎳離子水解，得硫酸鎳溶液，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到NiSO₄•7H₂O晶體，據此答題．

解答 解：由流程可知，某化工廠的含鎳催化劑主要含有Ni，還含有Al（31%）、Fe（1.3%）的單質及氧化物，其他不溶雜質（3.3%），原料中加入堿溶液，鋁元素溶解，堿浸后過濾得到固體中應含有鎳、鐵的化合物，酸浸后過濾，濾液中含有亞鐵離子、鐵離子、鎳離子，加入過氧化氫將亞鐵離子氧化為鐵離子，調節(jié)溶液PH使鐵離子生成氫氧化鐵沉淀，鎳離子不沉淀，再過濾后，調節(jié)濾液PH值為2-3防止鎳離子水解，得硫酸鎳溶液，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到NiSO₄•7H₂O晶體，
（1）堿液能使油脂水解，同時能溶解鋁和氧化鋁，所以含鎳廢催化劑中加入堿液的目的是除去油脂、Al、Al₂O₃，
故答案為：油脂、Al、Al₂O₃；
（2）根據上面的分析可知，濾渣3的化學式為Fe（OH）₃，
故答案為：Fe（OH）₃；
（3）實驗室中，過濾操作用到玻璃棒、燒杯、漏斗，
故答案為：燒杯、漏斗；
（4）濾液1中含有偏鋁根，通入過濾CO₂氣體有白色沉淀氫氧化鋁產生，反應的離子方程式為[Al（OH）₄]^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：[Al（OH）₄]^-+CO₂═Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）向濾液2中加入H₂0₂，由于溫度過高H₂O₂易發(fā)生分解，所以保溫過程中應控制溫度不宜過高，
故答案為：溫度過高H₂O₂易發(fā)生分解；
（6）調節(jié)濾液3的pH為2-3防止鎳離子水解，得硫酸鎳溶液，通過蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾洗滌得到NiSO₄•7H₂O晶體，
故答案為：蒸發(fā)；結晶；
（7）證明NiSO₄.7H₂O中混有FeSO₄.7H₂O，可以用試管取少量產品，加蒸餾水溶解，加入KSCN溶液，無明顯現象，再加入H₂O₂溶液，若呈紅色，即證明NiSO₄.7H₂O中混有FeSO₄.7H₂O，
故答案為：用試管取少量產品，加蒸餾水溶解，加入KSCN溶液，無明顯現象，再加入H₂O₂溶液呈紅色，證明NiSO₄.7H₂O中混有FeSO₄.7H₂O．

點評 本題考查了物質分離的實驗設計和方法應用、溶度積常數的有關計算，主要是利用溶液不同PH條件下離子沉淀的情況不同，控制溶液PH除去雜質離子，得到較純凈的硫酸鎳溶液來制備硫酸鎳晶體，同時考查了除雜原則不能引入新的雜質，鋁及其化合物性質分析判斷，題目難度中等．