Question

【題目】金屬鎳及其化合物在合金材料及催化劑等方面應用廣泛。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的工藝流程：

已知：(NH4)2SO4在350℃以上會分解生成NH3和H2SO4。NiFe2O4在焙燒過程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3。

(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______________(填化學式)。

(3)為保證產品純度，要檢測“浸出液”的總鐵量：取一定體積的浸出液，用鹽酸酸化后，加入SnC12將Fe3+還原為Fe2+，所需SnC12的物質的量不少于Fe3+物質的量的_____倍；除去過量的SnC12后，再用酸性K2Cr2O7標準溶液滴定溶液中的Fe2+，滴定時反應的離子方程式為____________。

(4)“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol，當除鈣率達到99％時，除鈣后的溶液中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】 增大接觸面積，加快反應速率，使反應更充分 Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+ SiO2、CaSO4 0.5 Cr2O72－+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O 2.0×10－3 0.25

【解析】考查化學工藝流程，（1）研磨礦渣和硫酸銨，其目的是增大接觸面積，加快反應速率，使反應更充分；（2）浸泡過程中，加入熱水，發生的水解反應，即反應方程式為Fe3＋+2H2O FeO(OH)↓+3H＋；根據礦渣中的成分，SiO2不與水反應，即浸渣中含有SiO2，硫酸銨在350℃以上分解成NH3和H2SO4，CaO與硫酸反應生成CaSO4，CaSO4微溶于水，即浸渣中還含有CaSO4；（3）根據得失電子數目守恒，n(SnCl2)×2=n(Fe3＋)×1，得出SnCl2的物質的量不少于Fe3＋物質的量的0.5倍；利用Fe2＋的還原性，與K2Cr2O7發生氧化還原反應，即離子反應方程式為Cr2O72－+6Fe2＋+14H＋=2Cr3＋+6Fe3＋+7H2O ；（4）除鈣率達到99%，除鈣后，溶液中c(Ca2＋)=1.0×10－3×1%mol·L－1=1.0×10－5mol·L－1，則c(F－)=2.0×10－3mol·L－1；（5）根據流程圖，Fe2＋被萃取，Ni2＋不被萃取，因此根據圖像，V0/VA的最佳取值為0.25。