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驗流程如圖所示：

已知：①Ni能和稀H2SO4反應。

②相關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，在不同溫度下對廢鎳催化劑進行“酸浸”，鎳浸出率隨時間變化如圖，“酸浸”的適宜溫度與時間分別為______（填字母）。

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

（3）“酸浸”中發生的反應方程式為______（寫1個即可）。

（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溶液調節pH______（填范圍），充分反應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、______。

③烘干溫度不超過110℃的原因是______。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應速率，使反應更充分 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 降溫結晶 便于快速晾干 防止晶體失去結晶水

【解析】

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

（2）保持其他條件相同，在不同溫度下對廢鎳催化劑進行“酸浸”，鎳浸出率隨時間變化如圖2，根據圖2可知溫度高時間長鎳浸出率高，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，所以“酸浸”的適宜溫度與時間分別為70℃、120min，故選C。

（3）“酸浸”中發生是氧化鐵和硫酸反應生成硫酸鐵或者鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣，對應的反應方程式為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化為鐵離子的，而氫氧化鈉是使其轉化為沉淀，為更利于離子轉化為鐵離子，應該是先轉化后沉淀，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溶液調節pH應為 3.2≤pH＜6.7，故填3.2≤pH＜6.7；

充分反應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濁液流進過濾器，簡稱引流，故填引流。

（5）①將蒸發濃縮后的溶液降溫結晶就能析出大量晶體，故填降溫結晶。

②由于乙醇易揮發，所以用75%乙醇洗滌的目的是洗去雜質、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晶水，故填防止晶體失去結晶水。