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(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
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更新时间:2024-04-25 22:51:57
问题描述:

(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1.0mol•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                          。

 

任春生回答:
  (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)
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