Question

【題目】草酸鎳晶體（NiC2O42H2O）可用于制鎳催化劑。某小組用廢鎳催化劑（成分為Fe2O3、Ni、Fe、SiO2等）制備草酸鎳晶體的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖所示：

已知：①Ni能和稀H2SO4反應(yīng)。

②相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表

金屬離子	開始沉淀的pH	完全沉淀的pH
Fe3+	1.1	3.2
Fe2+	5.8	8.8
Ni2+	6.7	9.5

③H2O2能將Fe2+氧化為Fe3+

（1）廢鎳催化劑“粉碎”的目的是______。

（2）保持其他條件相同，在不同溫度下對(duì)廢鎳催化劑進(jìn)行“酸浸”，鎳浸出率隨時(shí)間變化如圖，“酸浸”的適宜溫度與時(shí)間分別為______（填字母）。

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

（3）“酸浸”中發(fā)生的反應(yīng)方程式為______（寫1個(gè)即可）。

（4）“浸出液”得到“溶液x”過程中，加入試劑先后順序是______（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溶液調(diào)節(jié)pH______（填范圍），充分反應(yīng)后得到濾渣的操作是______，該操作中所用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和______，其中玻璃棒的作用是______。

（5）將“沉鎳”工序：①主要過程為：蒸發(fā)濃縮、______、過濾，所得固體用75%乙醇洗滌、110℃下烘干，得草酸鎳晶體。

②用75%乙醇洗滌的目的是洗去雜質(zhì)、______。

③烘干溫度不超過110℃的原因是______。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)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 過濾 漏斗 引流 降溫結(jié)晶 便于快速晾干 防止晶體失去結(jié)晶水

【解析】

（1）由于反應(yīng)物之間接觸面積越大，反應(yīng)越快，轉(zhuǎn)化率也越高，所以廢鎳催化劑“粉碎”的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分，故填增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分。

（2）保持其他條件相同，在不同溫度下對(duì)廢鎳催化劑進(jìn)行“酸浸”，鎳浸出率隨時(shí)間變化如圖2，根據(jù)圖2可知溫度高時(shí)間長(zhǎng)鎳浸出率高，但是70℃和90℃的鎳浸出率差別不大，而高溫越高能耗越大，也越危險(xiǎn)，所以“酸浸”的適宜溫度與時(shí)間分別為70℃、120min，故選C。

（3）“酸浸”中發(fā)生是氧化鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵或者鐵和硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，對(duì)應(yīng)的反應(yīng)方程式為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）由于過氧化氫是氧化亞鐵離子使其轉(zhuǎn)化為鐵離子的，而氫氧化鈉是使其轉(zhuǎn)化為沉淀，為更利于離子轉(zhuǎn)化為鐵離子，應(yīng)該是先轉(zhuǎn)化后沉淀，所以“浸出液”得到“溶液x”過程中，加入試劑先后順序先加H2O2溶液，再加NaOH溶液，故填A；

由于要沉淀掉鐵離子而只有鎳離子的溶液，所以要控制不能生成鎳的沉淀而只沉淀鐵離子，所以加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH應(yīng)為 3.2≤pH＜6.7，故填3.2≤pH＜6.7；

充分反應(yīng)后將沉淀與液體分離得到濾渣的操作是過濾，，故填過濾；

過濾操作中所用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗，故填漏斗；

過濾中玻璃棒的作用是引導(dǎo)濁液流進(jìn)過濾器，簡(jiǎn)稱引流，故填引流。

（5）①將蒸發(fā)濃縮后的溶液降溫結(jié)晶就能析出大量晶體，故填降溫結(jié)晶。

②由于乙醇易揮發(fā)，所以用75%乙醇洗滌的目的是洗去雜質(zhì)、便于快速晾干，故填便于快速晾干。

③烘干溫度不超過110℃的原因是防止晶體失去結(jié)晶水，故填防止晶體失去結(jié)晶水。