Question

【题目】已知草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)难溶于水，工业上从废镍催化剂(主要成分为Ni，含有定量的Al2O3、FeO、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的流程如图所示：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据：

②2Ksp(CaF2)=1.46×10－10

③当某物质浓度小于1.0×10－5mol·L－1时，视为完全沉淀。

请回答下列问题：

（1）请写出一种能提高“酸浸”速率的措施：_________________________________。

（2）双氧水是一种绿色氧化剂，写出“氧化”时的离子反应方程式：______________________。

（3）试剂a“调pH”时pH的调控范围为___________，试剂a为___________(填字母)

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

（4）写出“沉钙”时的离子反应方程式：_________________________________。当Ca2+沉淀完全时，溶液中c(F－)>___________mol·L－1(写出计算式即可)。证明Ni2+已经沉淀完全的实验操作及现象是_________________________________。

（5）操作a的内容是_______________________________________________________。

Answer 1

【答案】把废镍催化剂粉碎或适当提高酸的浓度或搅拌或加热 2Fe2+H2O22H+=2Fe3+2H2O 5.0pH6.8 D Ca2+2F-=CaF2 取适量的上层清液于试管中，继续滴加草酸铵溶液，无沉淀生成 过滤、洗涤、干燥

【解析】

废镍催化剂用硫酸溶解，SiO2和硫酸不反应，过滤除去，滤液的成分为NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3、CaSO4及过量的硫酸，双氧水将Fe2+氧化为Fe3+，为提高产率应选用Ni(OH)2中和酸调节溶液的pH，使溶液的pH大于或等于5.0小于6,8,此时Fe3+、Al3+转化为Fe(OH)3沉淀、Al(OH)3沉淀，过滤除去，此时滤液中含有Ni2+、Ca2+、SO42-，向滤液中加入NH4F使Ca2+转化为CaF2沉淀除去，再向滤液中加入(NH4)2 C2O4生成草酸镍沉淀，过滤洗涤干燥即得草酸镍晶体。

（1）把废镍催化剂粉碎、适当提高酸的浓度、搅拌、加热都可以提高“酸浸”速率；

本题答案为：把废镍催化剂粉碎或适当提高酸的浓度或搅拌或加热。

（2）双氧水是一种绿色氧化剂，在酸性条件下，氧化Fe2+的离子方程式为：2Fe2+H2O22H+=2Fe3+2H2O；

本题答案为：2Fe2+H2O22H+=2Fe3+2H2O。

（3）使Fe3+、Al3+沉淀完全，而Ni2+不沉淀，pH的调控范围为5.0pH6.8，为提高产率应选用Ni(OH)2中和酸调节溶液的pH；

本题答案为：5.0pH6.8，D。

（4）加入NH4F使Ca2+沉淀的离子方程式为：Ca2+2F-=CaF2,由题中所给2Ksp(CaF2)=1.46×10－10，Ksp(CaF2)=0.73×10－10，依据Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c(F-)2,故c(F-)2= Ksp(CaF2)/ c(Ca2+),当Ca2+沉淀完全时溶液中c(F－)>，证明Ni2+已经沉淀完全的实验操作及现象是：取适量的上层清液于试管中，继续滴加草酸铵溶液，无沉淀生成；

本题答案为：Ca2+2F-=CaF2，，取适量的上层清液于试管中，继续滴加草酸铵溶液，无沉淀生成。

（5）操作a的内容是：过滤、洗涤、干燥；

本题答案为：过滤、洗涤、干燥。