Question

【題目】鎳及其化合物用途廣泛。某礦渣的土要成分是NiFe2O4（鐵酸鎳）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，如圖是從該礦渣中回收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)位子第五周期第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________________。

⑷“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。[己知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__________。

(6)己知正十二烷可用作該工藝的萃取劑。用電化學(xué)制備正十二烷的方法為：向燒杯中加入50mL甲醇，不斷攪拌加入少量金屬鈉，再加入11mL正庚酸攪拌均勻，裝好鉑電極，接通電源反應(yīng)，當(dāng)電流明顯減小時(shí)切斷電源，然后提純正十二烷。己知電解總反應(yīng)為：

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

下列說(shuō)法正確的是（_____）

A.圖中電源的A極為直流電源的負(fù)極

B.加入金屬鈉可以將酸轉(zhuǎn)化為鈉鹽，提高離子濃度，增強(qiáng)導(dǎo)電性

C.陽(yáng)極電極反應(yīng)為：2C6H13COO--2e- =C12H26+2CO2↑

D.反應(yīng)一段時(shí)間后將電源正負(fù)極反接，會(huì)產(chǎn)生雜質(zhì)影響正十二烷的制備

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 c (F+ ) =2.0×10-3 mol·L-1 0.25 D

【解析】(1)焙燒前將礦渣與(NH4)2SO4混合研磨，以增大接觸面積，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)除低3價(jià)，共降低6價(jià)，F(xiàn)e2+→Fe3+，化合價(jià)升高1價(jià)，最小公倍數(shù)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%×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，根據(jù)圖像，最佳取值為0.25；（6）A、A連接的電極生成氫氣，發(fā)生還原反應(yīng)，則A為負(fù)極，選項(xiàng)A正確；B、C6H13COONa為強(qiáng)電解質(zhì)，導(dǎo)電能力比正庚酸強(qiáng)，選項(xiàng)B正確；C、陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，電極方程式為2C6H13COO--2e-=C12H26+2CO2↑，選項(xiàng)C正確；D、因C12H26為液體，而雜質(zhì)為氣體，不影響C12H26的制備，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案選D。