Question

三氧化二镍是一种重要的电子元件材料、蓄电池材料。工业上利用含镍废料（以镍、铁、钙、镁合金为主）制取草酸镍（NiC₂O₄·2H₂O），再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍。已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水。根据下列工艺流程示意图回答问题。

（1）操作1的名称为____________________________________。

（2）沉淀A为_________________________（用电子式表示）。

（3）试剂B的名称为_______________，沉镍后，滤液中C₂O₄^2-的浓度为0.01mol/L，则残留在滤液中的 c(Ni²⁺)=_______________（已知K_sp[NiC₂O₄]= 4×10^-10）。

（4）NiC₂O₄·2H₂O 高温煅烧制取三氧化二镍的热重曲线如右图所示：

①T₃温度后，草酸镍全部转化为三氧化二镍，则a为_______________（保留一位小数）。

②T₂温度发生反应的化学方程式为__________________________。

（5）高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍时会产生CO、CO₂、水蒸气等混合气体。某同学设计如下实验流程进行检验。

混合气体现象澄清石灰水变浑浊

①试剂1的化学式为_____________________。

②碱石灰的作用是________________________________。

Answer

过滤 、 草酸或可溶性的草酸盐 4×10-8mol/L 45.4 NiC2O4·H2ONiC2O4 +H2O CuSO4 吸收二氧化碳，避免对CO的检验产生干扰

【解析】(1)分析框图：“酸溶”生成含镍、铁、钙、镁离子的溶液，加酸溶解，溶解金属，除去不溶物过滤；

(2)滴中NH4F后生成的沉淀A为CaF2、MgF2，均为离子化合物，其电子式为 、；

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

(4)①草酸镍(NiC2O4•2H2O)在热空气中干燥脱水后生成NiC2O4，NiC2O4再发生氧化还原反应(Ni由+2价升高到+3价，则C由+3价降低到+2价，结合原子守恒和电子守恒，可知生成Ni2O3、CO、CO2，发生反应的方程式为：2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑；设原固体为100g，则根据原子守恒，完全分解后剩余固体的质量为： ××166g/mol=45.4g，则a%=×100%，解得a=45.4；

②设固体总质量为100g，T2温度时剩余固体质量为80.3g，原固体中含有水的质量为：100g××100%=19.7g=100g-80.3g，说明T2温度时草酸镍(NiC2O4•2H2O)完全分解失去结晶水，发生反应的化学方程式为NiC2O4·H2ONiC2O4 +H2O；

(5)①混合气体是否有水蒸气时，需要先利用硫酸铜粉末检验是否有水，否则混合气体通过水溶液时会带出水蒸汽，则试剂1为CuSO4；

②检验CO前需要排除CO2气体的干扰，并干燥气体，故碱石灰的作用是吸收二氧化碳，避免对CO的检验产生干扰。

点睛：明确实验原理及混合物分离提纯的操作要点是解题关键，流程分析，镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4•2H2O)，再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍．镍废料加入酸溶解后过滤得到滤液中含有亚铁离子、钙离子、镁离子、镍离子，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入碳酸钠溶液调节溶液的PH，使铁离子全部沉淀，过滤后的滤液在加入NH4F沉淀钙离子和镁离子，过滤得到溶液含有捏离子的溶液，在溶液中加入草酸生成草酸镍，蒸发浓缩结晶析出晶体为目标产物NiC2O4•2H2O。