Question

【題目】以廢鎳(含NiO，雜質為少量Fe2O3)生產Ni2O3的一種工藝流程如下：

(1)“酸浸”時為了提高酸浸的速率(浸取率)，可采取的措施有_____________(任寫出一條)。

(2)“酸浸”時Fe2O3發生反應的離子方程式：____________________________________。

(3)“調節pH”使溶液中的Fe3＋沉淀完全(離子濃度≤10－5mol·L－1時，離子沉淀完全)，則需維持c(OH－)不低于__________ [已知Fe(OH)3的Ksp=4×10－38，≈1.6 ]。

(4)“沉鎳”的目的是將溶液中的Ni2＋轉化為Ni(OH)2沉淀，確認Ni2＋已經完全沉淀的實驗方法是_____________________________________。

(5)“濾液Ⅱ”所含陰離子主要為Cl－，寫出“氧化”時反應的離子方程式：____________________。

(6)以Fe、Ni為電極制取Na2FeO4的原理如圖所示。通電后，在鐵電極附近生成紫紅色的。電解時陽極的電極反應式為___________________________________，離子交換膜(b)為______(填“陰”或“陽”)離子交換膜。

Answer 1

【答案】粉碎或加熱或攪拌 或適當增大硫酸濃度 Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O 1.6×10－11 靜置，在上層清液中繼續滴加NaOH溶液，無沉淀生成 2Ni(OH)2＋ClO－==Ni2O3＋Cl－＋2H2O Fe－6e－+8OH－==FeO42－+4H2O 陰

【解析】

(1)“酸浸”時為了提高酸浸的速率(浸取率)，可采取增大濃度、升高溫度、增大接觸面積等措施。

(2)“酸浸”時Fe2O3與H+反應，生成Fe3+和水。

(3)c(Fe3+)≤10－5 mol·L－1，利用Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)c3(OH-)=4×10－38，即可求出c(OH－)。

(4)“沉鎳”的目的是將溶液中的Ni2＋轉化為Ni(OH)2沉淀，確認Ni2＋已經完全沉淀的實驗方法是再加堿，看是否有沉淀生成。

(5)“濾液Ⅱ”所含陰離子主要為Cl－，則“氧化”時發生的反應是Ni(OH)2與ClO－反應，生成Ni2O3、Cl－等。

(6)通電后，在鐵電極附近生成紫紅色的，則電解時陽極反應為Fe在堿性環境中失電子，生成等，由于反應需要消耗OH-，所以離子交換膜(b)應允許OH-通過。

(1)“酸浸”時為了提高酸浸的速率(浸取率)，可從增大濃度、升高溫度、增大接觸面積等方面考慮，即可采取的措施是粉碎(或加熱，攪拌，適當增大硫酸濃度等)。答案為：粉碎 或 加熱 或 攪拌或 適當增大硫酸濃度；

(2)“酸浸”時Fe2O3與H2SO4發生復分解反應，離子方程式為Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O。答案為：Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O；

(3)c(Fe3+)≤10－5 mol·L－1，利用Ksp[Fe(OH)3]= c(Fe3+)c3(OH-)=4×10－38，將c(Fe3+)代入，即可求出c(OH－)≥×10-11mol/L=1.6×10－11。答案為：1.6×10－11；

(4)“沉鎳”的目的是將溶液中的Ni2＋轉化為Ni(OH)2沉淀，確認Ni2＋已經完全沉淀的實驗方法是靜置，在上層清液中繼續滴加NaOH溶液，無沉淀生成。答案為：靜置，在上層清液中繼續滴加NaOH溶液，無沉淀生成；

(5)“濾液Ⅱ”所含陰離子主要為Cl－，則“氧化”時發生的反應是Ni(OH)2與ClO－反應，生成Ni2O3、Cl－等，反應的離子方程式為2Ni(OH)2＋ClO－==Ni2O3＋Cl－＋2H2O。答案為：2Ni(OH)2＋ClO－==Ni2O3＋Cl－＋2H2O；

(6)通電后，在鐵電極附近生成紫紅色的，則電解時陽極反應為Fe在堿性環境中失電子，生成等，電極反應式為Fe－6e－+8OH－==FeO42－+4H2O；由于反應需要消耗OH-，所以離子交換膜(b)應允許OH-通過，為陰離子交換膜。答案為：Fe－6e－+8OH－==FeO42－+4H2O；陰。