Question

【題目】草酸鎳晶體（NiC2O4·2H2O）難溶于水，工業上用廢鎳催化劑（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

②Ksp(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pH的范圍為：____。

（4）寫出“沉鈣”操作中加入NH4F時發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：____。

Answer 1

【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、CaO中SiO2不與硫酸反應；（2）H2O2把Fe2+氧化為Fe3+；（3）根據流程圖，調節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、Fe、SiO2、CaO中SiO2不與硫酸反應，所以“濾渣Ⅰ”的主要成分為SiO2；（2）H2O2把Fe2+氧化為Fe3+，反應的離子方程式是2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋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++2F－＝CaF2↓；NH4F是離子化合物，電子式是；(5)根據Ksp(NiC2O4）= 4.05×1010，c（Ni2+）=2.25×10-9；（6）草酸鎳晶體加熱至320℃生成單質鎳、二氧化碳、水，反應方程式是NiC2O4·2H2O＝Ni＋2CO2↑＋2H2O。