Question

5．鎳行業(yè)發(fā)展蘊(yùn)藏著巨大的潛力．某小組用廢鎳催化劑（成分為Al₂O₃、Ni、Fe、SiO₂、CaO等）制備草酸鎳晶體（NiC₂O₄•2H₂O）的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖1

（1）“粉碎”的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高鎳的浸出率．
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多次進(jìn)行過(guò)濾．過(guò)濾操作中，除需用到玻璃棒、燒杯外，還需用到的玻璃儀器有
漏斗．
（3）保持其他條件相同．在不同溫度下對(duì)廢鎳催化劑進(jìn)行”酸浸”．鎳浸出率隨時(shí)間變化如右圖．以下四個(gè)選項(xiàng)中最適宜的條件是c（填字母）．
a.30℃、30min              b.90℃、150min
c.70℃、120min             d.90℃、120min
（4）證明“沉鎳”工序中Ni²⁺已經(jīng)沉淀完全的實(shí)驗(yàn)步驟及現(xiàn)象是靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不產(chǎn)生沉淀，則Ni²⁺已經(jīng)沉淀完全．
（5）草酸鎳晶體（NiC₂O₄•2H₂O）在熱空氣中干燥；脫水后，再隔絕空氣高溫煅燒3小時(shí)，制得
三氧化二鎳，同時(shí)獲得一種混合氣體．寫(xiě)出草酸鎳（NiC₂O₄．）高溫分解的化學(xué)方程式2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑．
（6）工業(yè)上還可用電解法制取三氧化二鎳．電解過(guò)程中產(chǎn)生的CIO^-把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳．寫(xiě)出C10^-氧化Ni（OH）₂生成三氧化二鎳的離子方程式ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O．
（7）用1000g廢鎳催化劑（鎳含量為a%），理論上可制備草酸鎳晶體的質(zhì)量為$\frac{1000×a%}{59}$×183g．（只列式不計(jì)算．已知：NiC₂O₄•2H₂O的相對(duì)分子質(zhì)量為183）

Answer 1

分析 （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）過(guò)濾操作中，除需用到玻璃棒、燒杯外，還需用到的玻璃儀器是漏斗；
（3）根據(jù)鎳浸出率隨時(shí)間變化圖可知，70℃時(shí)，鎳浸出率很大，從時(shí)間看，120min鎳浸出率就已經(jīng)很高了；
（4）“沉鎳”工序中，可以用繼續(xù)滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液的方法，檢驗(yàn)Ni²⁺是否沉淀完全，待溶液靜置后，在上層清液中繼續(xù)滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不產(chǎn)生沉淀，則Ni²⁺已經(jīng)沉淀完全；
（5）根據(jù)題意，草酸鎳隔絕空氣高溫煅燒3小時(shí)，制得三氧化二鎳，同時(shí)獲得一種混合氣體CO、CO₂，方程式為：2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑；
（6）C10^-氧化Ni（OH）₂生成三氧化二鎳的離子方程式為ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O；
（7）根據(jù)關(guān)系式：Ni～NiC₂O₄•2H₂O，列式計(jì)算即可．

解答 解：（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，
故答案為：增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高鎳的浸出率；
（2）過(guò)濾操作中，除需用到玻璃棒、燒杯外，還需用到的玻璃儀器是漏斗，故答案為：漏斗；
（3）根據(jù)鎳浸出率隨時(shí)間變化圖可知，70℃時(shí)，鎳浸出率很大，從時(shí)間看，120min鎳浸出率就已經(jīng)很高了，
故答案為：c；
（4）“沉鎳”工序中，可以用繼續(xù)滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液的方法，檢驗(yàn)Ni²⁺是否沉淀完全，待溶液靜置后，在上層清液中繼續(xù)滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不產(chǎn)生沉淀，則Ni²⁺已經(jīng)沉淀完全；
故答案為：靜置，在上層清液中繼續(xù)滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不產(chǎn)生沉淀，則Ni²⁺已經(jīng)沉淀完全；
（5）根據(jù)題意，草酸鎳隔絕空氣高溫煅燒3小時(shí)，制得三氧化二鎳，同時(shí)獲得一種混合氣體CO、CO₂，方程式為：2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑；
故答案為：2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑；
（6）C10^-氧化Ni（OH）₂生成三氧化二鎳的離子方程式為ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O；
故答案為：ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O；
（7）根據(jù)關(guān)系式：Ni～NiC₂O₄•2H₂O
                59     183
              1000a%g     m，則m=$\frac{1000×a%}{59}$×183g，
故答案為：$\frac{1000×a%}{59}$×183．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和方法應(yīng)用，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(zhì)離子，得到較純凈的硫酸鎳溶液來(lái)制備硫酸鎳晶體，同時(shí)考查了除雜原則不能引入新的雜質(zhì)，題目難度大．