Question

【题目】镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是从该矿渣中回收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）位于第五周期第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为______________。

（4）“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。[已知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________。

Answer 1

【答案】（1）增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分；

（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】

试题分析：（1）混合研磨，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＋，化合价降低3价，共降低6价，Fe2＋→Fe3＋，化合价升高1价，升高1价，最小公倍数为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＋)=1.0×10－3×1%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，根据图像，最佳取值为0.25。