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已知草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)难溶于水[高三][化学]

2021-07-03   答题:高三化学(于老师)

【题目】已知草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)难溶于水,工业上从废镍催化剂(主要成分为Ni,含有一定量的Al2O3FeOSiO2CaO)制备草酸镍晶体的流程如图所示:

已知:相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据:

金属离子

Fe3

Fe2

Al3

Ni2

开始沉淀的pH

1.1

5.8

3.0

6.8

完全沉淀的pH

3.2

8.8

5.0

9.5

 

 

②Ksp(CaF2)1.46×1010

当某物质浓度小于1.0×105 mol·L1时,视为完全沉淀。

请回答下列问题:

1请写出一种能提高酸浸速率的措施:________________

2试剂a是一种绿色氧化剂,写出氧化时反应的离子方程式:_______________

3pH”pH的调控范围为_____________,试用化学反应原理的相关知识解释滤渣的生成:______________________________________________________

4写出沉镍时发生反应的离子方程式:__________________________________,证明Ni2已经沉淀完全的实验步骤及现象是___________________________________,当Ca2沉淀完全时,溶液中c(F)>____________mol·L1(写出计算式即可)

5操作a的内容是_________________________________________________________

 

【答案】  把废镍催化剂粉碎(或适当加热、适当增大酸的浓度或提高搅拌速率等)  2Fe2++2H+H2O2===2Fe3++2H2O  5.0≤pH<6.8  加入Ni(OH)2消耗溶液中的H,促使铁离子、铝离子的水解平衡右移,使铁离子、铝离子转化为相应的沉淀  Ni2++C2O+2H2O===NiC2O4·2H2O↓  取适量上层清液于试管中,继续滴加(NH4)2C2O4溶液,无沉淀生成    过滤、洗涤、干燥

【解析】1)根据影响化学反应速率的因素可知,提高浸出率,可把废镍催化剂粉碎或适当加热、适当增大硫酸浓度、搅拌等;(2)试剂a是一种绿色氧化剂,所以加入的aH2O2,过氧化氢中-1价的氧变成产物中-2价的氧,亚铁离子被氧化成铁离子,所以“氧化”时反应的离子方程式为2Fe22HH2O22Fe32H2O;(3)根据表中的数据可知,pH5.0时,Fe3+Al3+沉淀完全,pH6.8Ni2+开始沉淀,所以pH的调控范围为5.06.8,其反应的原理为:加入Ni(OH)2消耗溶液中的H,促使铁离子、铝离子的水解平衡右移,使铁离子、铝离子转化为相应的沉淀;(4)向滤液中加入(NH4)2C2O4,得到草酸镍沉淀,因此“沉镍”时反应的离子方程式为:Ni2C2O422H2ONiC2O4·2H2O↓证明Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是取上层清液,继续滴加(NH4)2C2O4溶液,无沉淀生成;当Ca2沉淀完全时,溶液中钙离子浓度小于105mol/L,则溶液中c(F)mol·L1;(5)根据上面的分析可知,操作a的内容是过滤、洗涤、干燥

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