Question

17．草酸鎳晶體（NiC₂O₄•2H₂O）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1：

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”的目的是增大與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
（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，“酸浸”的適宜溫度與時(shí)間分別為C（填字母）．
A．30℃、30min      B．90℃、150min      C．70℃、120min     D．90℃、120min
（3）“酸浸”中發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)方程式為Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（4）“浸出液”得到“溶液x”過程中，加入試劑先后順序是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溶液調(diào)節(jié)pH3.2～6.7（填范圍），充分反應(yīng)后得到濾渣的操作是過濾，該操作中所用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗．
（5）將“沉鎳”工序：①主要過程為：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、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)、減少草酸鎳晶體的損失；
③烘干溫度不超過110℃的原因是防止草酸鎳失去結(jié)晶水．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)物接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
（2）根據(jù)圖2中的信息，可以判斷“酸浸”的適宜溫度與時(shí)間；
（3）“酸浸”過程中，氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，屬于復(fù)分解反應(yīng)；
（4）“浸出液”得到“溶液x”過程中，加入試劑先后順序是：先加H₂O₂溶液把亞鐵離子氧化成鐵離子，再加NaOH溶液；
根據(jù)表中提供的信息可以判斷加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH的范圍；
充分反應(yīng)后得到濾渣的操作是過濾，該操作中所用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗；
（5）將“沉鎳”工序：①主要過程為：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾，所得固體用75%乙醇洗滌、110℃下烘干，得草酸鎳晶體；
草酸鎳晶體不溶于75%乙醇溶液；
③溫度過高時(shí)草酸鎳晶體容易失去結(jié)晶水．

解答 解：（1）廢鎳催化劑“粉碎”的目的是增大與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
故填：增大與硫酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率．
（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，由圖2提供的信息可知，“酸浸”的適宜溫度與時(shí)間分別為
70℃、120min因?yàn)檫@時(shí)鎳浸出率最高．
故填：C．
（3）“酸浸”過程中，氧化鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵和水，屬于復(fù)分解反應(yīng)，發(fā)生的復(fù)分解反應(yīng)方程式為：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
故填：Fe₂O₃+3H₂SO₄═Fe₂（SO₄）₃+3H₂O．
（4）“浸出液”得到“溶液x”過程中，加入試劑先后順序是先加H₂O₂溶液把亞鐵離子氧化成鐵離子，再加NaOH溶液；
加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH為3.2～6.7時(shí)，鐵離子和亞鐵離子能夠完全以沉淀析出，而鎳離子不能形成沉淀；
充分反應(yīng)后得到濾渣的操作是過濾，該操作中所用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗．
故填：A；3.2～6.7；過濾；漏斗．
（5）將“沉鎳”工序：①主要過程為：蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、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)、減少草酸鎳晶體的損失；
③烘干溫度不超過110℃的原因是防止草酸鎳失去結(jié)晶水．
故填：降溫結(jié)晶；減少草酸鎳晶體的損失；防止草酸鎳失去結(jié)晶水．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．