草酸镍晶体可用于制镍催化剂.硫酸镍晶体主要用于电镀工业.某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3.Ni.Fe.SiO2.CaO等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如下:已知:①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol?L-1计算):②Ksp= 1.46×10-10 Ksp= 2.34×10-9(1)粉碎的目的是 .(2)� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

(15分)草酸镍晶体(NiC2O4?2H2O)可用于制镍催化剂，硫酸镍晶体(NiSO4?7H2O)主要用于电镀工业。某小组用废镍催化剂（成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等）制备草酸镍晶体的部分实验流程如下：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol?L－1计算)：

②Ksp(CaF2)= 1.46×10－10 Ksp(CaC2O4)= 2.34×10－9

（1）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）证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是。

（4）将“沉镍”工序得到的混合物过滤，所得固体用乙醇洗涤、110℃下烘干，得草酸晶体。

①用乙醇洗涤的目的是；

②烘干温度不超过110℃的原因是。

（5）由流程中的“浸出液”制备硫酸镍晶体的相关实验步骤如下：

第1步：取“浸出液”，，充分反应后过滤，以除去铁、铝元素；

第2步：向所得滤液中加入适量NH4F溶液，充分反应后过滤，得“溶液X”；

第3步：，充分反应后过滤；

第4步：滤渣用稍过量硫酸充分溶解后，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，得硫酸镍晶体。

①请补充完整相关实验步骤(可选试剂：H2SO4溶液、NaOH溶液、HNO3溶液、H2O2溶液)

②第2步中加入适量NH4F溶液的作用是。

（15分）（1）增大接触面积，加快反应速率；提高镍的浸出率（2分）；（2）C（2分）

（3）静置，在上层清液中继续滴加(NH4)2C2O4溶液，若不再产生沉淀，则“沉镍”工序已经完成（2分）

（4）①洗去杂质、便于烘干（2分） ② 防止草酸镍晶体失去结晶水（2分）

（5）①第一步（加适量H2SO4，）加足量H2O2，充分反应后用NaOH调节溶液5.2≤pH＜6.7（2分）

第三步用NaOH调节步骤②所得滤液pH≥9.5（1分）

②除去溶液中的Ca2+。（2分）

【解析】

试题分析：（1）将固体反应物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）根据物质的浸出率与浸出时间可知：在保持其他条件相同，反应的温度越低，浸出率越高，则反应越容易进行。所以“酸浸”的适宜温度与时间分别为70℃、120min ，选项是c。（3）若Ni2+已经沉淀完全，则溶液中再加入(NH4)2C2O4溶液不再产生沉淀，所以证明“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，若不再产生沉淀，则“沉镍”工序已经完成；（4） ①在沉淀表面有杂质离子，为了洗去杂质、便于烘干，要用乙醇洗涤；②烘干温度不能超过110℃是因为草酸镍晶体含有结晶水，若温度高，会失去结晶水，导致物质纯度不够；（5）浸出液制备硫酸镍晶体的步骤是：①第一步，取浸出液，向其中加入适量H2SO4酸化，再加足量H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+.充分反应后用NaOH调节溶液5.2≤pH＜6.7，使杂质离子变为沉淀除去；第三步用NaOH调节步骤②所得滤液pH≥9.5，使Ni2+完全形成Ni(OH)2沉淀；②在第二步中加入适量NH4F溶液的作用是将溶液中的杂质Ca2+离子形成CaF2沉淀而除去。

考点：考查草酸镍晶体的制取工艺的知识。主要包括影响化学反应速率的因素、物质沉淀完全的检验方法和现象、反应条件的控制及选择、试剂的使用的知识。