Question

【題目】鎳及其化合物用途廣泛。某礦渣的主要成分是NiFe2O4(鐵酸鎳)、NiO、FeO、CaO、SiO2等，如下圖是從該礦渣中回收NiSO4的工藝路線：

已知：(NH4)2SO4在350℃以上會(huì)分解生成NH3和H2SO4，NiFe2O4在焙燒過(guò)程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。錫(Sn)位于第五周期第IVA族。

（1）焙燒前將礦渣與(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是_______________。

（2）“浸泡”過(guò)程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的離子方程式為_________________________，“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外還含有___________________(填化學(xué)式)。

（3）為保證產(chǎn)品純度，要檢測(cè)“浸出液”的總鐵量：取一定體積的浸出液，用鹽酸酸化后，加入SnCl2將：Fe3+還原為Fe2+，所需SnC12的物質(zhì)的量不少于Fe3+物質(zhì)的量的_____倍：除去過(guò)量的SnCl2后，再用酸性K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Fe2+，還原產(chǎn)物為Cr3+，滴定時(shí)反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________。

（4）“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L-1，當(dāng)除鈣率達(dá)到99％時(shí)，溶液中c(F-)=___mol· L-1。[已知KSP(CaF2)=4.0×10-11]

（5）已知正十二烷可用作該工藝的萃取劑。用電化學(xué)制備正十二烷的方法為：向燒杯中加入50mL甲醇，不斷攪拌加入少量金屬鈉，再加入11mL正庚酸攪拌均勻，裝好鉑電極，接通電源反應(yīng)，當(dāng)電流明顯減小時(shí)切斷電源，然后提純正十二烷。已知電解總反應(yīng)為：2C6H13COONa+2CH3OHC12H26+2CO2↑+H2↑+2CH3ONa，則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為______________________________________

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分 Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+ SiO2、CaSO4 0.5 Cr2O72- +6Fe2++14H+ =2Cr3++6Fe3++7H2O c (F- ) =2.0×10-3 mol·L-1 2C6H13COO--2e- =C12H26+2CO2↑

【解析】

（1）研磨可增大接觸面積，使反應(yīng)速率加快；

（2）“浸泡”過(guò)程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)為水解反應(yīng)，礦渣的主要成分是NiFe2O4(鐵酸鎳)、NiO、FeO、CaO、SiO2等，加入硫酸銨加熱浸取后的浸渣為不反應(yīng)和不溶于水的硫酸鈣和二氧化硅；

（3）用鹽酸酸化后，加入SnCl2將Fe3+還原為Fe2+，根據(jù)氧化還原反應(yīng)的定量關(guān)系計(jì)算得到SnC12的物質(zhì)的量不少于Fe3+物質(zhì)的量的倍數(shù)，用酸性K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Fe2+，還原產(chǎn)物為Cr3+，由此分析離子方程式的書(shū)寫(xiě)；

（4）“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L-1，當(dāng)除鈣率達(dá)到99％時(shí)，剩余的Ca2+為1%×1.0×10-3mol·L-1=1.0×10-5mol·L-1，結(jié)合Ksp得計(jì)算公式計(jì)算出c(F-)；

（5）由電解的總反應(yīng)可知，C6H13COONa 生成C12H26，C元素化合價(jià)升高，被氧化，為陽(yáng)極反應(yīng)。

（1）研磨可增大接觸面積，使反應(yīng)速率加快，使反應(yīng)更充分；

（2）“浸泡”過(guò)程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)為水解反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+，加入硫酸銨加熱浸取后的浸渣為不反應(yīng)和不溶于水的CaS04和SiO2；

（3）用鹽酸酸化后，加入SnCl2將Fe3+還原為Fe2+，反應(yīng)為2Fe3++Sn2+= Sn4++2Fe2+，所需SnC12的物質(zhì)的量不少于Fe3+物質(zhì)的量的一半，為0.5倍；用酸性K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Fe2+，還原產(chǎn)物為Cr3+，反應(yīng)的離子方程式為：Cr2O72- +6Fe2++14H+ =2Cr3++6Fe3++7H2O；

（4）“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol·L-1，當(dāng)除鈣率達(dá)到99％時(shí)，剩余的Ca2+為1%×1.0×10-3mol·L-1=1.0×10-5mol·L-1，那么c(F-)===2.0×10-3mol/L；

（5）C6H13COONa 生成C12H26，C元素化合價(jià)升高，被氧化，為陽(yáng)極反應(yīng)，電極反應(yīng)為：2C6H13COO--2e- =C12H26+2CO2↑。