镍催化剂碱浸过程及 NiSO4?7H2O 制备的分析与解答

镍催化剂碱浸过程及 NiSO4?7H2O 制备的分析与解答

分析：（1）含镍催化剂主要成分为Ni，还含有Al（31%），Al以单质形态和氧化物形态存在，铝和氧化铝与强碱反应溶解，生成铝酸盐；

（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）从溶液中获得水溶性晶体的操作顺序是加热浓缩、冷却、结晶、过滤；

（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。

答：（1）“碱浸”工艺的目的是除去铝及其氧化物。铝和氧化铝能与强碱发生反应，溶解并形成铝酸盐。反应的离子方程式为：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑，Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O。

所以答案是：Al，Al2O3；

（2）酸浸主要溶解镍金属和铁及其氧化物，制备的目的是得到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，需控制溶液的pH值。

因此答案是：在浓缩结晶过程中，防止Ni2+水解；

(4)步骤A的操作顺序为加热、浓缩、冷却、结晶、过滤。

所以答案是：结晶、过滤；

（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：2Ni2++ClO-+4OH-=+Cl-+H2O。

因此答案是：2Ni2++ClO-+4OH-=↓+Cl-+H2O。

点评：本题为综合题，涉及铝、铁、镍化合物的化学性质，控制溶液pH值去除杂质离子的方法等，题目难度中等。