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        1. 【題目】某油脂廠廢棄的油脂加氫鎳催化劑主要含金屬NiAl、Fe及其氧化物,還有少量其他不溶性物質。采用如下工藝流程回收其中的鎳制備硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)

          溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:

          金屬離子

          Ni2+

          Al3+

          Fe3+

          Fe2+

          開始沉淀時(c=0.01 mol·L1)pH

          沉淀完全時(c=1.0×105 mol·L1)pH

          7.2

          8.7

          3.7

          4.7

          2.2

          3.2

          7.5

          9.0

          回答下列問題:

          (1)“堿浸NaOH的兩個作用分別是______________。為回收金屬,用稀硫酸將濾液①調為中性,生成沉淀。寫出該反應的離子方程式______________。

          (2)“濾液②中含有的金屬離子是______________。

          (3)“轉化中可替代H2O2的物質是______________。若工藝流程改為先調pH”轉化,即

          濾液③中可能含有的雜質離子為______________。

          (4)利用上述表格數(shù)據(jù),計算Ni(OH)2Ksp=______________(列出計算式)。如果轉化后的溶液中Ni2+濃度為1.0 mol·L1,則調pH”應控制的pH范圍是______________。

          (5)硫酸鎳在強堿溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作鎳鎘電池正極材料的NiOOH。寫出該反應的離子方程式______________。

          (6)將分離出硫酸鎳晶體后的母液收集、循環(huán)使用,其意義是______________。

          【答案】除去油脂、溶解鋁及其氧化物 +H++H2O=Al(OH)3+H+=Al(OH)3↓+H2O Ni2+、Fe2+、Fe3+ O2或空氣 Fe3+ 3.2~6.2 2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O 提高鎳回收率

          【解析】

          由工藝流程分析可得,向廢鎳催化劑中加入NaOH溶液進行堿浸,可除去油脂,并發(fā)生反應2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2、2Al2O3+4NaOH=4NaAlO2+2H2OAl及其氧化物溶解,得到的濾液①含有NaAlO2,濾餅①為NiFe及其氧化物和少量其他不溶性雜質,加稀H2SO4酸浸后得到含有Ni2+Fe2+、Fe3+的濾液②,Fe2+經(jīng)H2O2氧化為Fe3+后,加入NaOH調節(jié)pH使Fe3+轉化為Fe(OH)3沉淀除去,再控制pH濃縮結晶得到硫酸鎳的晶體,據(jù)此分析解答問題。

          (1)根據(jù)分析可知,向廢鎳催化劑中加入NaOH溶液進行堿浸,可除去油脂,并將Al及其氧化物溶解,濾液①中含有NaAlO2(Na[Al(OH)4]),加入稀硫酸可發(fā)生反應+H++H2O=Al(OH)3+H+=Al(OH)3↓+H2O,故答案為:除去油脂、溶解鋁及其氧化物;+H++H2O=Al(OH)3+H+=Al(OH)3↓+H2O;

          (2)加入稀硫酸酸浸,Ni、Fe及其氧化物溶解,所以濾液②中含有的金屬離子是Ni2+、Fe2+、Fe3+,故答案為:Ni2+Fe2+、Fe3+

          (3)“轉化H2O2的作用是將Fe2+氧化為Fe3+,可用O2或空氣替代;若將工藝流程改為先調pH”轉化,會使調pH過濾后的溶液中含有Fe2+,則濾液③中可能含有轉化生成的Fe3+,故答案為:O2或空氣;Fe3+;

          (4)由上述表格可知,Ni2+完全沉淀時的pH=8.7,此時c(Ni2+)=1.0×10-5mol·L-1,c(H+)=1.0×10-8.7mol·L-1,則c(OH-)=,則Ni(OH)2;或者當Ni2+開始沉淀時pH=7.2,此時c(Ni2+)=0.01mol·L-1,c(H+)=1.0×10-7.2mol·L-1,則c(OH-)=,則Ni(OH)2;如果轉化后的溶液中Ni2+濃度為1.0mol·L-1,為避免鎳離子沉淀,此時,則,即pH=6.2;Fe3+完全沉淀的pH3.2,因此調節(jié)pH”應控制的pH范圍是3.2~6.2,故答案為:;3.2~6.2

          (5)由題干信息,硫酸鎳在強堿中被NaClO氧化得到NiOOH沉淀,即反應中Ni2+被氧化為NiOOH沉淀,ClOˉ被還原為Clˉ,則根據(jù)氧化還原得失電子守恒可得離子方程式為2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O,故答案為:2Ni2++ClOˉ+4OHˉ=2NiOOH↓+Clˉ+H2O;

          (6)分離出硫酸鎳晶體后的母液中還含有Ni2+,可將其收集、循環(huán)使用,從而提高鎳的回收率,故答案為:提高鎳的回收率。

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          B.XY均可形成三氯化物

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          3)碳原子上連有4個不同的原子或基團時,該碳稱為手性碳。寫出F與足量氫氣反應生成產物的結構簡式,并用星號(*)標出其中的手性碳__。

          4)寫出⑨的反應方程式__。

          5)寫出D的苯環(huán)上有三個不相同且互不相鄰的取代基的同分異構體結構簡式_。

          6)寫出以對硝基甲苯為主要原料(無機試劑任選),經(jīng)最少步驟制備含肽鍵聚合物的合成路線__

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          溶液

          A

          H2S

          稀鹽酸

          B

          HCl

          稀氨水

          C

          NO

          H2SO4

          D

          CO2

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          A

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          B

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          Cu(OH)2

          C

          C

          CO

          CO2

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