草酸鎳晶體(NiC2O4?2H2O)難溶于水,可用于制鎳催化劑。
【探究一】
某小組用廢鎳催化劑(主要成分含有Ni,還含有少量的Al2O3、Fe)制備草酸鎳晶體的部分實驗流程如圖1:
?
(1)“粉碎”的目的是 增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率。
(2)“酸浸”的目的是為了得到NiSO4,但同時會生成新的雜質(zhì),寫出生成雜質(zhì)的化學反應(yīng)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”主要是為了除去溶液中鐵元素對應(yīng)的離子和 Al3+Al3+(填寫離子符號)等。
(4)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(硫酸鎳的產(chǎn)率)隨時間變化如圖2。從工業(yè)生產(chǎn)和能源利用率的角度分析,“酸浸”的最適宜溫度與時間分別為 CC(單項選擇)。
A.30℃、30min
B.90℃、150min
C.70℃、120min
D.90℃、120min
(5)發(fā)生“沉鎳”反應(yīng)后生成草酸鎳晶體,其化學方程式為 NiSO4+2H2O+(NH4)2C2O4=NiC2O4?2H2O↓+(NH4)2SO4NiSO4+2H2O+(NH4)2C2O4=NiC2O4?2H2O↓+(NH4)2SO4,“沉鎳”后的濾液在農(nóng)業(yè)中可用作 氮肥氮肥。
【探究二】對草酸鎳晶體(NiC2O4?2H2O)進行熱重分析,溫度與TG%的關(guān)系如圖3所示。
【查閱資料】①NiC2O4?2H2O加熱至200℃左右完全失去結(jié)晶水,生成NiC2O4;繼續(xù)加熱,則剩余固體會受熱分解生成鎳的氧化物、CO2和CO。
②TG%=剩余固體質(zhì)量原樣品質(zhì)量×100%
(6)A點(TG=90.16)物質(zhì)的化學式 NiC2O4?H2ONiC2O4?H2O。
(7)C點(TG=45.36)物質(zhì)的化學式 Ni2O3Ni2O3。
剩余固體質(zhì)量
原樣品質(zhì)量
【答案】增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)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】
【點評】
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