草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O)难溶于水,可用于制镍催化剂。
【探究一】
某小组用废镍催化剂(主要成分含有Ni,还含有少量的Al2O3、Fe)制备草酸镍晶体的部分实验流程如图1:
(1)“粉碎”的目的是 增大反应物的接触面积,加快反应速率增大反应物的接触面积,加快反应速率。
(2)“酸浸”的目的是为了得到NiSO4,但同时会生成新的杂质,写出生成杂质的化学反应方程式 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2OFe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O。
(3)“一系列操作”主要是为了除去溶液中铁元素对应的离子和 Al3+Al3+(填写离子符号)等。
(4)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(硫酸镍的产率)随时间变化如图2。从工业生产和能源利用率的角度分析,“酸浸”的最适宜温度与时间分别为 CC(单项选择)。
A.30℃、30min
B.90℃、150min
C.70℃、120min
D.90℃、120min
(5)发生“沉镍”反应后生成草酸镍晶体,其化学方程式为 NiSO4+2H2O+(NH4)2C2O4=NiC2O4•2H2O↓+(NH4)2SO4NiSO4+2H2O+(NH4)2C2O4=NiC2O4•2H2O↓+(NH4)2SO4,“沉镍”后的滤液在农业中可用作 氮肥氮肥。
【探究二】对草酸镍晶体(NiC2O4•2H2O)进行热重分析,温度与TG%的关系如图3所示。
【查阅资料】①NiC2O4•2H2O加热至200℃左右完全失去结晶水,生成NiC2O4;继续加热,则剩余固体会受热分解生成镍的氧化物、CO2和CO。
②TG%=剩余固体质量原样品质量×100%
(6)A点(TG=90.16)物质的化学式 NiC2O4•H2ONiC2O4•H2O。
(7)C点(TG=45.36)物质的化学式 Ni2O3Ni2O3。
剩余固体质量
原样品质量
【答案】增大反应物的接触面积,加快反应速率;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O;Al3+;C;NiSO4+2H2O+(NH4)2C2O4=NiC2O4•2H2O↓+(NH4)2SO4;氮肥;NiC2O4•H2O;Ni2O3
【解答】
【点评】
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