Question

草酸镍晶体（NiC₂O₄·2H₂O）难溶于水，工业上用废镍催化剂（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见表中数据：

金属离子	Fe^3+	Fe^2+	Al^3+	Ni^2+
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(NiC₂O₄）= 4.05×10⁻¹⁰

（1）“酸浸”前将废镍催化剂粉碎的目的是：____。“滤渣Ⅰ”的主要成分为：____。

（2）若试剂a为H₂O₂ ，写出氧化时反应的离子方程式：____。

（3）调节pH的范围为：____。

（4）写出“沉钙”操作中加入NH₄F时发生反应的离子方程式：____，NH₄F的电子式为：____。

（5）如果“沉镍”操作后测得滤液中C₂O₄²⁻ 的浓度为0.18 mol·L⁻¹，则溶液中c（Ni²⁺）= ____ mol·L⁻¹。

（6）将得到的草酸镍晶体在真空中加热至320℃分解，可重新制得单质镍催化剂。该制备过程的化学方程式为：____。

Answer

增大接触面积，提高酸浸速率 SiO2 2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O 5.0≤pH<6.8 （写为5.0～6.8亦可） Ca2++2F－＝CaF2↓ 2.25×10-9 NiC2O4·2H2O＝Ni＋2CO2↑＋2H2O

【解析】试题分析：（1）将废镍催化剂粉碎可以增大与酸的接触面积；Al2O3、Fe、SiO2、CaO中SiO2不与硫酸反应；（2）H2O2把Fe2+氧化为Fe3+；（3）根据流程图，调节pH的目的是除去Fe3+、Al3+；（4）加入NH4F的目的是生成氟化钙沉淀；NH4F是离子化合物；(5)根据Ksp(NiC2O4）= 4.05×10−10计算c（Ni2+）；（6）草酸镍晶体加热至320℃生成单质镍、二氧化碳、水；

解析：（1）将废镍催化剂粉碎可以增大与酸的接触面积，提高酸浸速率；Al2O3、Fe、SiO2、CaO中SiO2不与硫酸反应，所以“滤渣Ⅰ”的主要成分为SiO2；（2）H2O2把Fe2+氧化为Fe3+，反应的离子方程式是2Fe2+＋2H+＋H2O2＝2Fe3+＋2H2O；（3）完全除去Fe3+、Al3+的最小PH是5.0，保证Ni2+不生成沉淀的PH小于6.8，所以PH 的范围是5.0≤pH<6.8；（4）加入NH4F的目的是生成氟化钙沉淀，反应的离子方程式是Ca2++2F－＝CaF2↓；NH4F是离子化合物，电子式是；(5)根据Ksp(NiC2O4）= 4.05×10−10，c（Ni2+）=2.25×10-9；（6）草酸镍晶体加热至320℃生成单质镍、二氧化碳、水，反应方程式是NiC2O4·2H2O＝Ni＋2CO2↑＋2H2O。