Question

【題目】三氧化二鎳是一種重要的電子元件材料、蓄電池材料。工業上利用含鎳廢料（以鎳、鐵、鈣、鎂合金為主）制取草酸鎳（NiC2O4·2H2O），再高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳。已知草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水。根據下列工藝流程示意圖回答問題。

（1）操作1的名稱為____________________________________。

（2）沉淀A為_________________________（用電子式表示）。

（3）試劑B的名稱為_______________，沉鎳后，濾液中C2O42-的濃度為0.01mol/L，則殘留在濾液中的 c(Ni2+)=_______________（已知Ksp[NiC2O4]= 4×10-10）。

（4）NiC2O4·2H2O 高溫煅燒制取三氧化二鎳的熱重曲線如右圖所示：

①T3溫度后，草酸鎳全部轉化為三氧化二鎳，則a為_______________（保留一位小數）。

②T2溫度發生反應的化學方程式為__________________________。

（5）高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳時會產生CO、CO2、水蒸氣等混合氣體。某同學設計如下實驗流程進行檢驗。

混合氣體現象澄清石灰水變渾濁

①試劑1的化學式為_____________________。

②堿石灰的作用是________________________________。

Answer 1

【答案】 過濾 、 草酸或可溶性的草酸鹽 4×10-8mol/L 45.4 NiC2O4·H2ONiC2O4 +H2O CuSO4 吸收二氧化碳，避免對CO的檢驗產生干擾

【解析】(1)分析框圖：“酸溶”生成含鎳、鐵、鈣、鎂離子的溶液，加酸溶解，溶解金屬，除去不溶物過濾；

(2)滴中NH4F后生成的沉淀A為CaF2、MgF2，均為離子化合物，其電子式為 、；

(3)在含有Ni2+的溶液里滴加草酸或可溶性的草酸鹽，生成草酸鎳；已知Ksp[NiC2O4]=c(Ni2+)×c(C2O42-)=4×10-10，且c(C2O42-)=0.01mol/L，則c(Ni2+)=4×10-8mol/L；

(4)①草酸鎳(NiC2O42H2O)在熱空氣中干燥脫水后生成NiC2O4，NiC2O4再發生氧化還原反應(Ni由+2價升高到+3價，則C由+3價降低到+2價，結合原子守恒和電子守恒，可知生成Ni2O3、CO、CO2，發生反應的方程式為：2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑；設原固體為100g，則根據原子守恒，完全分解后剩余固體的質量為： ××166g/mol=45.4g，則a%=×100%，解得a=45.4；

②設固體總質量為100g，T2溫度時剩余固體質量為80.3g，原固體中含有水的質量為：100g××100%=19.7g=100g-80.3g，說明T2溫度時草酸鎳(NiC2O42H2O)完全分解失去結晶水，發生反應的化學方程式為NiC2O4·H2ONiC2O4 +H2O；

(5)①混合氣體是否有水蒸氣時，需要先利用硫酸銅粉末檢驗是否有水，否則混合氣體通過水溶液時會帶出水蒸汽，則試劑1為CuSO4；

②檢驗CO前需要排除CO2氣體的干擾，并干燥氣體，故堿石灰的作用是吸收二氧化碳，避免對CO的檢驗產生干擾。