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【題目】草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)難溶于水,工業(yè)上用廢鎳催化劑(成分主要為Ni ,含有一定量的Al2O3、Fe、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的流程如圖所示:

已知:①相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH見表中數(shù)據:

金屬離子

Fe3+

Fe2+

Al3+

Ni2+

開始沉淀的pH

1.1

5.8

3.0

6.8

完全沉淀的pH

3.2

8.8

5.0

9.5

Ksp(NiC2O4)= 4.05×1010

(1)“酸浸”前將廢鎳催化劑粉碎的目的是:____。“濾渣Ⅰ”的主要成分為:____。

(2)若試劑a為H2O2 ,寫出氧化時反應的離子方程式:____。

(3)調節(jié)pH的范圍為:____

(4)寫出“沉鈣”操作中加入NH4F時發(fā)生反應的離子方程式:____,NH4F的電子式為:____

(5)如果“沉鎳”操作后測得濾液中C2O42 的濃度為0.18 mol·L1,則溶液中c(Ni2+)= ____ mol·L1。

(6)將得到的草酸鎳晶體在真空中加熱至320℃分解,可重新制得單質鎳催化劑。該制備過程的化學方程式為:____。

【答案】 增大接觸面積,提高酸浸速率 SiO2 2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 5.0≤pH<6.8 (寫為5.0~6.8亦可) Ca2++2F=CaF2 2.25×10-9 NiC2O4·2H2O=Ni+2CO2↑+2H2O

【解析】試題分析(1)將廢鎳催化劑粉碎可以增大與酸的接觸面積;Al2O3、Fe、SiO2、CaOSiO2不與硫酸反應;(2)H2O2Fe2+氧化為Fe3+;(3)根據流程圖,調節(jié)pH的目的是除去Fe3+、Al3+(4)加入NH4F的目的是生成氟化鈣沉淀;NH4F是離子化合物;(5)根據Ksp(NiC2O4)= 4.05×1010計算c(Ni2+);(6)草酸鎳晶體加熱至320℃生成單質鎳、二氧化碳、水;

解析:(1)將廢鎳催化劑粉碎可以增大與酸的接觸面積,提高酸浸速率;Al2O3、FeSiO2、CaOSiO2不與硫酸反應,所以“濾渣Ⅰ”的主要成分為SiO2;(2H2O2Fe2+氧化為Fe3+反應的離子方程式是2Fe2+2H+H2O22Fe3+2H2O;(3完全除去Fe3+Al3+的最小PH是5.0,保證Ni2+不生成沉淀的PH小于6.8,所以PH 的范圍是5.0≤pH<6.8(4)加入NH4F的目的是生成氟化鈣沉淀,反應的離子方程式是Ca2++2FCaF2NH4F是離子化合物,電子式是(5)根據Ksp(NiC2O4= 4.05×1010,cNi2+=2.25×10-9(6)草酸鎳晶體加熱至320℃生成單質鎳、二氧化碳,反應方程式是NiC2O4·2H2ONi2CO22H2O

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