草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)可用于制镍催化剂,某小组用废镍催化剂(成分为Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO等)制备草酸镍晶体的部分实验流程如下:
已知:①Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ksp(CaC2O4)=2.34×10-9。
②相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol·L-1计算)。
金属离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
Fe3+ |
1.1 |
3.2 |
Fe2+ |
5.8 |
8.8 |
Al3+ |
3.0 |
5.0 |
Ni2+ |
6.7 |
9.5 |
(1)“粉碎”的目的是 。
(2)保持其他条件相同,在不同温度下对废镍催化剂进行“酸浸”,镍浸出率随时间变化如图。“酸浸”的适宜温度与时间分别为 (填字母)。
a.30℃、30min b.90℃、150min
c.70℃、120min d.90℃、120min
(3)证明“沉镍”工序中Ni2+已经沉淀完全的实验步骤及现象是 。将“沉镍”工序得到的混合物过滤,所得固体用75%乙醇溶液洗涤、110 ℃下烘干,得草酸镍晶体。用75%乙醇溶液洗涤的目的是 。
(4)在除铁和铝工序中,应先加入H2O2氧化,再加氢氧化镍调节pH值的范围为 。第2步中加入适量NH4F溶液的作用是 。
(5)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,写出该制备过程的化学方程式: 。
(6)已知废镍催化剂中镍的质量分数为5.9%,则100kg废镍催化剂最多可制得 kg草酸镍晶体(Ni:59,C:12,H:1,O:16)。