Question

【題目】草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)難溶于水，可用于制鎳催化劑。

（探究一）某小組用廢鎳催化劑（主要成分含有Ni，還含有少量的Al2O3、Fe）制備草酸鎳晶體的部分實(shí)驗(yàn)流程如下：

（1）“粉碎”的目的是 　______　　。

（2）“酸浸”的目的是為了得到NiSO4但會(huì)生成新的雜質(zhì)，寫出生成雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式：　______ （只寫出一個(gè)即可）。

（3）“一系列操作”主要是為了除去溶液中鐵元素對(duì)應(yīng)的離子、 ______�。ㄌ顚戨x子符號(hào)）等。

（4）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（硫酸鎳的產(chǎn)率）隨時(shí)間變化如圖。從工業(yè)生產(chǎn)和能源利用率的角度分析，“酸浸”的最適宜溫度與時(shí)間分別為 　______ 　(填字母)。

a 30℃、30min b 90℃、150min

c 70℃、120min d 90℃、120min

（5） “沉鎳”后的濾液在農(nóng)業(yè)中可用作 　______　　。

（6）“沉鎳”過程如何證明Ni2+已沉淀完全 　______　　。

（7）將“沉鎳”工序：①主要過程為：蒸發(fā)濃縮、 　______　、過濾，所得固體用95%乙醇洗滌，得草酸鎳晶體。

②用95%乙醇洗滌的目的是洗去雜質(zhì)、　______　　。

（探究二）對(duì)草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)晶體進(jìn)行熱重分析，溫度與TG%的關(guān)系如圖所示，

（查閱資料）①NiC2O4·2H2O加熱至240℃左右完全失去結(jié)晶水；繼續(xù)加熱至320℃，剩余固體受熱分解產(chǎn)生鎳的氧化物、CO2和CO。

②TG% =

A點(diǎn)物質(zhì)的化學(xué)式　 ______　　。

Answer 1

【答案】增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率 Fe + H2SO4= FeSO4 + H2↑ 或 Al2O3 + 3H2SO4=Al2(SO4)3 + 3H2O Al3+ c 氮肥 繼續(xù)滴加草酸銨溶液，不再產(chǎn)生沉淀 降溫結(jié)晶 便于快速干燥（填減少晶體損耗不得分） NiC2O4·H2O

【解析】

硫酸和氧化鋁反應(yīng)生成硫酸鋁和水，鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，乙醇易揮發(fā)且易于水混溶，草酸鎳晶體加熱至240℃左右完全失去結(jié)晶水，繼續(xù)加熱至320℃，剩余固體受熱分解產(chǎn)生鎳的氧化物、CO2和CO。

（1）“粉碎”的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，加快反應(yīng)速率。

（2）“酸浸”的目的是為了得到NiSO4但會(huì)生成新的雜質(zhì)，寫出生成雜質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)方程式 或 。

（3）“一系列操作”主要是為了除去溶液中鐵元素對(duì)應(yīng)的離子、 Al3+。

（4）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（硫酸鎳的產(chǎn)率）隨時(shí)間變化如圖。從工業(yè)生產(chǎn)和能源利用率的角度分析，“酸浸”的最適宜溫度與時(shí)間分別為70℃、120min ，故選c。

（5） “沉鎳”后的濾液在農(nóng)業(yè)中可用作氮肥。

（6）“沉鎳”過程如何證明Ni2+已沉淀完全繼續(xù)滴加草酸銨溶液，不再產(chǎn)生沉淀。

（7）將“沉鎳”工序：①主要過程為：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾，所得固體用95%乙醇洗滌，得草酸鎳晶體。

②用95%乙醇洗滌的目的是洗去雜質(zhì)、便于快速干燥。

[查閱資料]

草酸鎳晶體加熱至240℃左右完全失去結(jié)晶水,A點(diǎn)溫度為200℃，則為草酸鎳晶體，故A點(diǎn)物質(zhì)的化學(xué)式。