Question

5．镍行业发展蕴藏着巨大的潜力．某小组用废镍催化剂（成分为Al₂O₃、Ni、Fe、SiO₂、CaO等）制备草酸镍晶体（NiC₂O₄•2H₂O）的部分实验流程如图1

（1）“粉碎”的目的是增大接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率．
（2）实验过程中多次进行过滤．过滤操作中，除需用到玻璃棒、烧杯外，还需用到的玻璃仪器有
漏斗．
（3）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右图．以下四个选项中最适宜的条件是c（填字母）．
a.30℃、30min              b.90℃、150min
c.70℃、120min             d.90℃、120min
（4）证明“沉镍”工序中Ni²⁺已经沉淀完全的实验步骤及现象是静置，在上层清液中继续滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不产生沉淀，则Ni²⁺已经沉淀完全．
（5）草酸镍晶体（NiC₂O₄•2H₂O）在热空气中干燥；脱水后，再隔绝空气高温煅烧3小时，制得
三氧化二镍，同时获得一种混合气体．写出草酸镍（NiC₂O₄．）高温分解的化学方程式2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑．
（6）工业上还可用电解法制取三氧化二镍．电解过程中产生的CIO^-把二价镍氧化为三价镍．写出C10^-氧化Ni（OH）₂生成三氧化二镍的离子方程式ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O．
（7）用1000g废镍催化剂（镍含量为a%），理论上可制备草酸镍晶体的质量为$\frac{1000×a%}{59}$×183g．（只列式不计算．已知：NiC₂O₄•2H₂O的相对分子质量为183）

Answer 1

分析 （1）把废镍催化剂粉碎，增大了反应的接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率；
（2）过滤操作中，除需用到玻璃棒、烧杯外，还需用到的玻璃仪器是漏斗；
（3）根据镍浸出率随时间变化图可知，70℃时，镍浸出率很大，从时间看，120min镍浸出率就已经很高了；
（4）“沉镍”工序中，可以用继续滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液的方法，检验Ni²⁺是否沉淀完全，待溶液静置后，在上层清液中继续滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不产生沉淀，则Ni²⁺已经沉淀完全；
（5）根据题意，草酸镍隔绝空气高温煅烧3小时，制得三氧化二镍，同时获得一种混合气体CO、CO₂，方程式为：2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑；
（6）C10^-氧化Ni（OH）₂生成三氧化二镍的离子方程式为ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O；
（7）根据关系式：Ni～NiC₂O₄•2H₂O，列式计算即可．

解答 解：（1）把废镍催化剂粉碎，增大了反应的接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率，
故答案为：增大接触面积，加快反应速率，提高镍的浸出率；
（2）过滤操作中，除需用到玻璃棒、烧杯外，还需用到的玻璃仪器是漏斗，故答案为：漏斗；
（3）根据镍浸出率随时间变化图可知，70℃时，镍浸出率很大，从时间看，120min镍浸出率就已经很高了，
故答案为：c；
（4）“沉镍”工序中，可以用继续滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液的方法，检验Ni²⁺是否沉淀完全，待溶液静置后，在上层清液中继续滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不产生沉淀，则Ni²⁺已经沉淀完全；
故答案为：静置，在上层清液中继续滴加（NH₄）₂C₂O₄溶液，若不产生沉淀，则Ni²⁺已经沉淀完全；
（5）根据题意，草酸镍隔绝空气高温煅烧3小时，制得三氧化二镍，同时获得一种混合气体CO、CO₂，方程式为：2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑；
故答案为：2NiC₂O₄$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni₂O₃+3CO↑+CO₂↑；
（6）C10^-氧化Ni（OH）₂生成三氧化二镍的离子方程式为ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O；
故答案为：ClO^-+2Ni（OH）₂=Cl^-+Ni₂O₃+2H₂O；
（7）根据关系式：Ni～NiC₂O₄•2H₂O
                59     183
              1000a%g     m，则m=$\frac{1000×a%}{59}$×183g，
故答案为：$\frac{1000×a%}{59}$×183．

点评 本题考查了物质分离的实验设计和方法应用，主要是利用溶液不同pH条件下离子沉淀的情况不同，控制溶液PH除去杂质离子，得到较纯净的硫酸镍溶液来制备硫酸镍晶体，同时考查了除杂原则不能引入新的杂质，题目难度大．