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，以下是從該礦渣中回收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SnCl2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）本工藝中，萃取劑與溶液的體積比（V0/VA）對(duì)溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影響如圖所示，V0/VA的最佳取值是________。

Answer 1

【答案】（1）增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；

（2）Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+，SiO2、CaSO4；

（3）0.5，Cr2O72－+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O；（4）2.0×10－3；（5）0.25。

【解析】

試題分析：（1）混合研磨，增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；(2)放在95℃熱水中浸泡，使Fe3＋發(fā)生水解，即離子反應(yīng)方程式為：Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+，SiO2不溶于水，Ca2＋和SO42－生成微溶于水的CaSO4，因此浸渣中除Fe2O3、FeO(OH)外，還有SiO2和CaSO4；（3）根據(jù)得失電子數(shù)目守恒，n(Sn2＋)×2=n(Fe3＋)×1，解得n(Sn2＋)/n(Fe3＋)=0.5，K2Cr2O7→Cr3＋，化合價(jià)降低3價(jià)，共降低6價(jià)，F(xiàn)e2＋→Fe3＋，化合價(jià)升高1價(jià)，升高1價(jià)，最小公倍數(shù)為6，因此離子反應(yīng)方程式為：Cr2O72－+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O；（4）除鈣后溶液中c(Ca2＋)=1.0×10－3×1%mol·L－1=1.0×10－5mol·L－1，Ksp=c(Ca2＋)×c2(F－)，c(F－)=2.0×10－3mol·L－1；(5)要求Fe2＋萃取率最低，Ni2＋的萃取率最高，根據(jù)圖像，最佳取值為0.25。