Question

镍是有机合成的重要催化剂。某化工厂有含镍催化剂废品（主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质）。某学习小组设计如下流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体：

沉淀物	开始沉淀	完全沉淀
Al(OH）3	3.8	5.2
Fe(OH）3	2.7	3.2
Fe(OH）2	7.6	9.7
Ni(OH）2	7.1	9.2

几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH：

回答下列问题：

（1）溶液①中含金属元素的离子是            。

（2）用离子方程式表示加入双氧水的目的       。双氧水可以用下列物质替代的是       。

A．氧气     B．高锰酸钾     C．氯气     D．硝酸

（3）取2.0000 g硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水，用0.2 mol•L^-1的EDTA（Na₂H₂Y）标准溶液滴定至终点，消耗EDTA标准溶液为34.50 mL。滴定反应为Ni²⁺＋H₂Y^2-＝NiY^2-＋2H⁺。计算样品纯度为           。（已知，NiSO₄•7H₂O相对分子质量为281，不考虑杂质反应）。

（4）操作b调节溶液范围为3.2-7.1，其目的是             。固体②的化学式为            。

（5）操作a和c需要使用的仪器除铁架台（带铁圈）、烧杯、酒精灯、玻璃棒外还需要的主要玻璃仪器是              。上述流程中，“酸浸”时所加入的酸是            （填化学式）。

Answer

（1）AlO2—（2分）

（2）2Fe2+＋H2O2＋2H+＝2Fe3+＋2H2O（2分）

A（2分）（3）97.0%（2分）

（4）除去Fe3+（2分）Fe(OH）3（2分）

（5）漏斗（1分）H2SO4（1分）

【解析】

试题分析：（1）碱和铝、氧化铝均能反应，溶液中含金属的离子是偏铝酸根离子；

（2）亚铁离子具有还原性，双氧水具有氧化性，加入双氧水是为了氧化亚铁离子成为铁离子，离子反应方程式为：2Fe2+＋H2O2＋2H＝2Fe3+＋2H2O。由于氧化亚铁离子的同时不能引入杂质，所以还含有用氧气代替双氧水，答案选A。

（3）n（Na2H2Y）＝0.2mol/L×34.5×10-3L＝6.9×10-3mol，根据滴定反应式知，m（NiSO4•7H2O）＝6.9×10-3mol×281g/L＝1.94g，ω（NiSO4•7H2O）＝×100%＝96.95%。

（4）由表格可知，氢氧化铁的沉淀范围为，2.7～3.2，镍离子的沉淀范围是7.1～9.2，调节pH在3.2～7.1的目的是除去铁离子，但是不沉淀镍离子，由（2）可知：操作b调节溶液范围为3.2～7.1，所以此时得到的沉淀是氢氧化铁；

（5）操作a是过滤得到固体和滤液，c是蒸发浓缩得到晶体过滤得到NiSO4•7H2O，因此还缺少的玻璃仪器是漏斗；镍离子水解呈酸性，溶液始终保持酸性可以抑制其水解，由于不能引入杂质，所以上述流程中，“酸浸”时所加入的酸是硫酸。

考点：考查无机物制备流程，涉及离子反应方程式书写，氧化还原反应，含量计算等