综合题14.0分
化学

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。

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

15.“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)。

16.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_______。

17.“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]

18.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_______。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分(3分)

解析

焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分。故答案为:增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;

考查方向

本题考查混合研磨的目的;

解题思路

焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;

易错点

混合研磨的目的是增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分;

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+(2分)   SiO2、CaSO4(2分)

解析

“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+,“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有SiO2、CaSO4,故答案为:Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+(2分)   SiO2、CaSO4

考查方向

本题考查离子方程式的书写和物质的推测。

解题思路

“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为Fe3++2H2OFeO(OH)↓+3H+,“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有SiO2、CaSO4。

易错点

“浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH)外还含有SiO2、CaSO4

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

0.5(2分)  Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O(2分)

解析

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+物质的量的一半,为0.5倍,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: Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O故答案为:0.5  ; Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O。

考查方向

本题考查物质的量的计算和离子方程式的书写。

解题思路

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+物质的量的一半,为0.5倍,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: Cr2O72-+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O;

易错点

滴定时反应离子方程式的书写。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

2.0×10-3 (2分)

解析

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)=

=≈2×10-3mol/L,故答案为2.0×10-3

考查方向

本题考查浓度的计算。

解题思路

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)=

=≈2×10-3mol/L

易错点

对除钙率的理解。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

0.25(2分)

解析

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的最佳取值是亚铁离子不能被萃取,镍离子被萃取,V0/VA的最佳取值是0.25,故答案为:0.25。

考查方向

本题考查萃取剂与溶液的最佳体积比(V0/VA)。

解题思路

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的最佳取值是亚铁离子不能被萃取,镍离子被萃取,V0/VA的最佳取值是0.25;

易错点

本题本题考查萃取剂与溶液的最佳体积比,理解V0/VA的最佳取值是亚铁离子不能被萃取,镍离子被萃取是关键。