Question

【題目】【陜西省西安市長(zhǎng)安區(qū)第一中學(xué)大學(xué)區(qū)2017屆高三第三次聯(lián)考理綜】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+的萃取率影響如下圖所示，V0/VA的最佳取值是______。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)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】（1）焙燒前將礦渣與(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是增大接觸面積，加快反應(yīng)速率，使反應(yīng)更充分；（2））“浸泡”過(guò)程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的離子方程式為 Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+，浸渣”的成分除Fe2O3、FeO（OH）外還含有 SiO2、CaSO4；（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+，反應(yīng)為：2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+，所需SnCl2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+，滴定時(shí)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)，剩余鈣離子1%×1.0×10-3molL-1=1×10-5mol/L，溶液中c2(F－) =Ksp/c(Ca2+)=4.0×1011/1×105，所以c2(F－) =2×10-3mol/L；（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，最佳取值是亞鐵離子能被萃取，鎳離子不被萃取，V0/VA的最佳取值是0.25。