Question

（14分）已知草酸镍晶体（NiC₂O₄·2H₂O）难溶于水，工业上从废镍催化剂（成分主要为Ni，含有一定量的Al₂O₃、Fe、SiO₂、CaO等）制备草酸镍晶体的流程如图所示：

已知：①相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：

②K_SP（CaF₂） =1.46×10^-10    ③当某物质浓度小于1.0×10^-5 mol/L时，视为完全沉淀

（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              。

（3）pH的调控范围为            ，试用化学反应原理的相关知识解释滤渣Ⅱ的生成

（4）写出“沉镍”时反应的离子方程式          ，证明Ni^2＋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^－）>_____________（写出计算式即可）。

（5）操作a的内容是             。

Answer

（14分）

（1）把废镍催化剂粉碎，或适当加热，适当增大酸的浓度或搅拌（任答一条即可，1分）；

（2）2Fe2++2H+ +H2O2=2Fe3++2H2O（2分）；

（3）5.0≤pH<6.8（2分）；加入Ni（OH）2消耗溶液中的氢离子，促使铁离子、铝离子的水解平衡右移，是铁离子、铝离子转化为相应的沉淀（2分）（合理即给分）；

（4）Ni2++C2O42-+2H2O=NiC2O4·2H2O（2分），取适量上层清液放入试管中，继续滴加（NH4）2C2O4溶液，无沉淀生成（2分），mol/L（2分），

（5）过滤洗涤，干燥（1分）。

【解析】

试题分析：（1）把废镍催化剂粉碎，或适当加热，适当增大酸的浓度或搅拌都可以提高酸浸速率；（2）试剂a是过氧化氢，反应的离子方程式为：2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O；（3）因为铁、铝是以氢氧化铁和氢氧化铝的形式沉淀下来的，并且不能使镍离子形成沉淀，故范围5.0≤pH<6.8；加入Ni（OH）2消耗溶液中的氢离子，促使铁离子、铝离子的水解平衡右移，是铁离子、铝离子转化为相应的沉淀；（4）加入草酸铵后生成的固体是NiC2O4·2H2O，因此有水参加反应，故反应的离子方程式为：

Ni2＋+C2O42－+2H2O=NiC2O4·2H2O，若Ni2＋没有沉淀完，则继续加入草酸铵，仍会有沉淀生成，所以操作为：取适量上层清液放入试管中，继续滴加（NH4）2C2O4溶液，无沉淀生成，钙离子沉淀完全的标准是溶液中钙离子的浓度小于10-5mol/L，结合KSP可求氟离子的浓度>mol/L，（5）从溶液中分离出晶体需要进行过滤洗涤，干燥。

考点：物质的提纯，离子的分离，溶度积的计算

【名师点晴】工艺流程题，就是将化工生产过程中的主要生产阶段即生产流程用框图形式表示出来，并根据生产流程中有关的化学知识步步设问，形成与化工生产紧密联系的化工工艺试题。只要明确目的，理解装置的作用以及工艺流程的原理，吸收题目新信息并且能加以灵活运用，在高考中就一定会大获全胜。