Question

【题目】草酸镍晶体（NiC2O42H2O）可用于制镍催化剂。某小组用废镍催化剂（成分为Fe2O3、Ni、Fe、SiO2等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如图所示：

已知：①Ni能和稀H2SO4反应。

②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表

金属离子	开始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Ni2+	6.7	9.5

③H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+

（1）废镍催化剂“粉碎”的目的是______。

（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图，“酸浸”的适宜温度与时间分别为______（填字母）。

A 30℃、30min B 90℃、150min C 70℃、120min D 90℃、120min

（3）“酸浸”中发生的反应方程式为______（写1个即可）。

（4）“浸出液”得到“溶液x”过程中，加入试剂先后顺序是______（填字母）

A．先加H2O2溶液，再加NaOH溶液 B．先加NaOH溶液，再加H2O2溶液加NaOH溶液调节pH______（填范围），充分反应后得到滤渣的操作是______，该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和______，其中玻璃棒的作用是______。

（5）将“沉镍”工序：①主要过程为：蒸发浓缩、______、过滤，所得固体用75%乙醇洗涤、110℃下烘干，得草酸镍晶体。

②用75%乙醇洗涤的目的是洗去杂质、______。

③烘干温度不超过110℃的原因是______。

Answer 1

【答案】增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 C Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O或Fe+H2SO4=FeSO+H2↑（答案合理即可） A 3.2≤pH＜6.7 过滤 漏斗 引流 降温结晶 便于快速晾干 防止晶体失去结晶水

【解析】

（1）由于反应物之间接触面积越大，反应越快，转化率也越高，所以废镍催化剂“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分，故填增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分。

（2）保持其他条件相同，在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”，镍浸出率随时间变化如图2，根据图2可知温度高时间长镍浸出率高，但是70℃和90℃的镍浸出率差别不大，而高温越高能耗越大，也越危险，所以“酸浸”的适宜温度与时间分别为70℃、120min，故选C。

（3）“酸浸”中发生是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁或者铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，对应的反应方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O或Fe+H2SO4═FeSO+H2↑，故填Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O或Fe+H2SO4═FeSO+H2↑。

（4）由于过氧化氢是氧化亚铁离子使其转化为铁离子的，而氢氧化钠是使其转化为沉淀，为更利于离子转化为铁离子，应该是先转化后沉淀，所以“浸出液”得到“溶液x”过程中，加入试剂先后顺序先加H2O2溶液，再加NaOH溶液，故填A；

由于要沉淀掉铁离子而只有镍离子的溶液，所以要控制不能生成镍的沉淀而只沉淀铁离子，所以加NaOH溶液调节pH应为 3.2≤pH＜6.7，故填3.2≤pH＜6.7；

充分反应后将沉淀与液体分离得到滤渣的操作是过滤，，故填过滤；

过滤操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗，故填漏斗；

过滤中玻璃棒的作用是引导浊液流进过滤器，简称引流，故填引流。

（5）①将蒸发浓缩后的溶液降温结晶就能析出大量晶体，故填降温结晶。

②由于乙醇易挥发，所以用75%乙醇洗涤的目的是洗去杂质、便于快速晾干，故填便于快速晾干。

③烘干温度不超过110℃的原因是防止晶体失去结晶水，故填防止晶体失去结晶水。