Question

【题目】镍及其化合物用途广泛。某矿渣的土要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，如图是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线：

已知：（NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4，NiFe2O4在焙烧过程中

生成NiSO4、Fe2(SO4)3。锡(Sn)位子第五周期第IVA族.

(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，混合研磨的目的是________________。

(2)"浸泡“过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为__________，“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有____________ (填化学式)。

(3)为保证产品纯度，要检测“浸出液”的总铁量：取一定体积的浸出液，用盐酸酸化后，加入SnCl2将 Fe3+还原为Fe2+ ，所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的_____倍；除去过量的SnCl2后，再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+ ，还原产物为Cr3+，滴定时反应的离子方程式________________。

⑷“浸出液”中c(Ca2+) =1.0×10-3mol·L-1,当除钙率达到99%时，溶液中c(F-)=______mol·L-1。[己知Ksp(CaF2) > 4.0×10-11]

(5)本工艺中，萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+、Fe2+的萃取率影响如图所示，V0/VA的最佳取值是__________。

(6)己知正十二烷可用作该工艺的萃取剂。用电化学制备正十二烷的方法为：向烧杯中加入50mL甲醇，不断搅拌加入少量金属钠，再加入11mL正庚酸搅拌均匀，装好铂电极，接通电源反应，当电流明显减小时切断电源，然后提纯正十二烷。己知电解总反应为：

2C6H13COONa + 2CH3OHC12H26 + 2CO2↑+H2↑+2CH3ONa

下列说法正确的是（_____）

A.图中电源的A极为直流电源的负极

B.加入金属钠可以将酸转化为钠盐，提高离子浓度，增强导电性

C.阳极电极反应为：2C6H13COO--2e- =C12H26+2CO2↑

D.反应一段时间后将电源正负极反接，会产生杂质影响正十二烷的制备

Answer 1

【答案】 增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+ SiO2、CaSO4 0.5 Cr2O72- +6Fe2++14H+ =2Cr3++6Fe3++7H2O c (F+ ) =2.0×10-3 mol·L-1 0.25 D

【解析】(1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨，以增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；（2）放在95℃热水中浸泡，使Fe3+发生水解，即离子反应方程式为：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，还有SiO2和CaSO4；（3）根据得失电子数目守恒n(Sn2+)×2=n(Fe3+)×1，解得n(Sn2+)：n(Fe3+)=0.5，K2Cr2O7→Cr3+，化合价除低3价，共降低6价，Fe2+→Fe3+，化合价升高1价，最小公倍数6，因此离子反应方程式为：Cr2O72- +6Fe2++14H+ =2Cr3++6Fe3++7H2O；（4）除钙后溶液中c(Ca2+) =1%×1.0×10-3mol·L-1=1.0×10-5mol·L-1，由Ksp(CaF2)= c(Ca2+)×c2(F-)，得c(F-)=2.0×10-3mol·L-1；（5）要求Fe2+萃取率最低，Ni2+的萃取率最高，根据图像，最佳取值为0.25；（6）A、A连接的电极生成氢气，发生还原反应，则A为负极，选项A正确；B、C6H13COONa为强电解质，导电能力比正庚酸强，选项B正确；C、阳极发生氧化反应，电极方程式为2C6H13COO--2e-=C12H26+2CO2↑，选项C正确；D、因C12H26为液体，而杂质为气体，不影响C12H26的制备，选项D错误。答案选D。