Question

17．草酸镍晶体（NiC₂O₄•2H₂O）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1：

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”的目的是增大与硫酸的接触面积，加快反应速率．
（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，“酸浸”的适宜温度与时间分别为C（填字母）．
A．30℃、30min      B．90℃、150min      C．70℃、120min     D．90℃、120min
（3）“酸浸”中发生的复分解反应方程式为Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（4）“浸出液”得到“溶液x”过程中，加入试剂先后顺序是A（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pH3.2～6.7（填范围），充分反应后得到滤渣的操作是过滤，该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗．
（5）将“沉镍”工序：①主要过程为：蒸发浓缩、降温结晶、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、减少草酸镍晶体的损失；
③烘干温度不超过110℃的原因是防止草酸镍失去结晶水．

Answer 1

分析 （1）反应物接触面积越大，反应速率越快；
（2）根据图2中的信息，可以判断“酸浸”的适宜温度与时间；
（3）“酸浸”过程中，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，属于复分解反应；
（4）“浸出液”得到“溶液x”过程中，加入试剂先后顺序是：先加H₂O₂溶液把亚铁离子氧化成铁离子，再加NaOH溶液；
根据表中提供的信息可以判断加NaOH溶液调节pH的范围；
充分反应后得到滤渣的操作是过滤，该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗；
（5）将“沉镍”工序：①主要过程为：蒸发浓缩、降温结晶、过滤，所得固体用75%乙醇洗涤、110℃下烘干，得草酸镍晶体；
草酸镍晶体不溶于75%乙醇溶液；
③温度过高时草酸镍晶体容易失去结晶水．

解答 解：（1）废镍催化剂“粉碎”的目的是增大与硫酸的接触面积，加快反应速率．
故填：增大与硫酸的接触面积，加快反应速率．
（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，由图2提供的信息可知，“酸浸”的适宜温度与时间分别为
70℃、120min因为这时镍浸出率最高．
故填：C．
（3）“酸浸”过程中，氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，属于复分解反应，发生的复分解反应方程式为：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（4）“浸出液”得到“溶液x”过程中，加入试剂先后顺序是先加H₂O₂溶液把亚铁离子氧化成铁离子，再加NaOH溶液；
加NaOH溶液调节pH为3.2～6.7时，铁离子和亚铁离子能够完全以沉淀析出，而镍离子不能形成沉淀；
充分反应后得到滤渣的操作是过滤，该操作中所用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯和漏斗．
故填：A；3.2～6.7；过滤；漏斗．
（5）将“沉镍”工序：①主要过程为：蒸发浓缩、降温结晶、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、减少草酸镍晶体的损失；
③烘干温度不超过110℃的原因是防止草酸镍失去结晶水．
故填：降温结晶；减少草酸镍晶体的损失；防止草酸镍失去结晶水．

点评 本题主要考查物质的性质，解答时要根据各种物质的性质，结合各方面条件进行分析、判断，从而得出正确的结论．