Question

【題目】已知草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)難溶于水，工業(yè)上從廢鎳催化劑(主要成分為Ni，含有定量的Al2O3、FeO、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的流程如圖所示：

已知：①相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH見表中數(shù)據(jù)：

②2Ksp(CaF2)=1.46×10－10

③當(dāng)某物質(zhì)濃度小于1.0×10－5mol·L－1時(shí)，視為完全沉淀。

請回答下列問題：

（1）請寫出一種能提高“酸浸”速率的措施：_________________________________。

（2）雙氧水是一種綠色氧化劑，寫出“氧化”時(shí)的離子反應(yīng)方程式：______________________。

（3）試劑a“調(diào)pH”時(shí)pH的調(diào)控范圍為___________，試劑a為___________(填字母)

A .Fe(OH)3 B. Fe(OH)2 C.Al(OH)3 D. Ni(OH)2 E. NaOH

（4）寫出“沉鈣”時(shí)的離子反應(yīng)方程式：_________________________________。當(dāng)Ca2+沉淀完全時(shí)，溶液中c(F－)>___________mol·L－1(寫出計(jì)算式即可)。證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是_________________________________。

（5）操作a的內(nèi)容是_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】把廢鎳催化劑粉碎或適當(dāng)提高酸的濃度或攪拌或加熱 2Fe2+H2O22H+=2Fe3+2H2O 5.0pH6.8 D Ca2+2F-=CaF2 取適量的上層清液于試管中，繼續(xù)滴加草酸銨溶液，無沉淀生成 過濾、洗滌、干燥

【解析】

廢鎳催化劑用硫酸溶解，SiO2和硫酸不反應(yīng)，過濾除去，濾液的成分為NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3、CaSO4及過量的硫酸，雙氧水將Fe2+氧化為Fe3+，為提高產(chǎn)率應(yīng)選用Ni(OH)2中和酸調(diào)節(jié)溶液的pH，使溶液的pH大于或等于5.0小于6,8,此時(shí)Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀，過濾除去，此時(shí)濾液中含有Ni2+、Ca2+、SO42-，向?yàn)V液中加入NH4F使Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀除去，再向?yàn)V液中加入(NH4)2 C2O4生成草酸鎳沉淀，過濾洗滌干燥即得草酸鎳晶體。

（1）把廢鎳催化劑粉碎、適當(dāng)提高酸的濃度、攪拌、加熱都可以提高“酸浸”速率；

本題答案為：把廢鎳催化劑粉碎或適當(dāng)提高酸的濃度或攪拌或加熱。

（2）雙氧水是一種綠色氧化劑，在酸性條件下，氧化Fe2+的離子方程式為：2Fe2+H2O22H+=2Fe3+2H2O；

本題答案為：2Fe2+H2O22H+=2Fe3+2H2O。

（3）使Fe3+、Al3+沉淀完全，而Ni2+不沉淀，pH的調(diào)控范圍為5.0pH6.8，為提高產(chǎn)率應(yīng)選用Ni(OH)2中和酸調(diào)節(jié)溶液的pH；

本題答案為：5.0pH6.8，D。

（4）加入NH4F使Ca2+沉淀的離子方程式為：Ca2+2F-=CaF2,由題中所給2Ksp(CaF2)=1.46×10－10，Ksp(CaF2)=0.73×10－10，依據(jù)Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c(F-)2,故c(F-)2= Ksp(CaF2)/ c(Ca2+),當(dāng)Ca2+沉淀完全時(shí)溶液中c(F－)>，證明Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實(shí)驗(yàn)操作及現(xiàn)象是：取適量的上層清液于試管中，繼續(xù)滴加草酸銨溶液，無沉淀生成；

本題答案為：Ca2+2F-=CaF2，，取適量的上層清液于試管中，繼續(xù)滴加草酸銨溶液，無沉淀生成。

（5）操作a的內(nèi)容是：過濾、洗滌、干燥；

本題答案為：過濾、洗滌、干燥。