Question

【題目】草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)可用于制鎳催化劑。某小組用廢鎳催化劑（成分為Fe2O3、Ni、Fe、SiO2等）制備草酸鎳晶體的部分實驗流程如下：

已知：①Ni能和稀H2SO4反應(yīng)。

②相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表：

金屬離子	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Ni2+	6.7	9.5

③H2O2能將Fe2+氧化為Fe3+

（1）廢鎳催化劑“粉碎”的目的是______。

（2）保持其他條件相同，在不同溫度下對廢鎳催化劑進(jìn)行“酸浸”，鎳浸出率隨時間變化如圖，“酸浸”的適宜溫度與時間分別為 _______(填字母)。

A．30℃、30min B．90℃、150min C．70℃、120min D．90℃、120min

（3）“酸浸”中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)方程式為________。

（4）“浸出液”得到“溶液x”過程中，加入試劑先后順序是_____（填字母）。

A.先加H2O2溶液，再加NaOH溶液 B.先加NaOH溶液，再加H2O2溶液

加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH_____（填范圍），充分反應(yīng)后得到濾渣的操作是______，該操作中所用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和_________。

（5）將“沉鎳”工序：①主要過程為：蒸發(fā)濃縮、_____ 、過濾，所得固體用75%乙醇洗滌、110℃下烘干，得草酸鎳晶體。

②用75%乙醇洗滌的目的是洗去雜質(zhì)、___________；

③烘干溫度不超過110℃的原因是______。

Answer 1

【答案】 增大與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，充分反應(yīng) C Fe2O3 + 3H2SO4 ===Fe2(SO4)3 + 3H2O A 3.2≤pH＜6.7（或3.2~6.7） 過濾 漏斗 降溫結(jié)晶 減少草酸鎳晶體的損失 防止草酸鎳失去結(jié)晶水

【解析】（1）把廢鎳催化劑粉碎，增大了反應(yīng)的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高鎳的浸出率；

（2）根據(jù)鎳浸出率隨時間變化圖可知，70℃時，鎳浸出率很大，從時間看，120min時鎳浸出率已經(jīng)很高，再延長時間對鎳浸出率沒有實質(zhì)性提高，選擇70℃和120min為宜；

（3）廢鎳催化劑成分為Fe2O3、Ni、Fe、SiO2等，其中Ni、Fe與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)，SiO2與硫酸不反應(yīng)，Fe2O3與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，屬于復(fù)分解反應(yīng)方程式為Fe2O3 + 3H2SO4 =Fe2(SO4)3 + 3H2O；

（4）“浸出液”得到“溶液x”過程中，要出去鐵離子和亞鐵離子，所以先加H2O2溶液，將亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，再加NaOH溶液除去，要出去鐵離子，并且保留鎳離子，調(diào)節(jié)溶液3.2≤pH≤6.7，將固體和液體分開需要過濾操作，所用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗；

（5）①“沉鎳”時蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾，所得固體用75%乙醇洗滌、110℃下烘干，得草酸鎳晶體。

②“沉鎳”工序生成了（NH4）2SO4，用乙醇洗滌，能洗去（NH4）2SO4的水水溶液、便于烘干，減少草酸鎳晶體的損失；

③烘干溫度不超過110℃，如果溫度過高，草酸鎳晶體會失去結(jié)晶水。