由紅土鎳礦（主要成分為NiO，含少量MgO、SiO2和鐵的氧化物等）可以制取黃鈉鐵礬[Na2Fe6（SO4）4（OH）12]和NiSO4?6H2O。實驗流程如圖：
（1）“預(yù)處理”中加入H2O2的目的是 將鐵元素全部氧化為三價鐵將鐵元素全部氧化為三價鐵。
（2）“沉鐵”中若用Na2CO3作為除鐵所需鈉源，Na2CO3溶液的用量對體系pH和鎳的損失率影響如題17圖-1所示。當(dāng)Na2CO3溶液的用量超過6g/L時，鎳的損失率會增大，其原因可能是 pH＞2.2后，產(chǎn)生Fe（OH）3膠體，吸附溶液中的Ni2+，造成鎳的損失率增大pH＞2.2后，產(chǎn)生Fe（OH）3膠體，吸附溶液中的Ni2+，造成鎳的損失率增大。（Fe3+、Ni2+開始沉淀的pH值分別為2.2、7.5）
（3）“沉鎂”前，應(yīng)保證MgO已將溶液pH值調(diào)節(jié)至5.5～6.0，其原因是 pH值過小，氟離子與氫離子結(jié)合形成HF，導(dǎo)致Mg2+沉淀不完全；若pH值過大，會生成Ni（OH）2沉淀pH值過小，氟離子與氫離子結(jié)合形成HF，導(dǎo)致Mg2+沉淀不完全；若pH值過大，會生成Ni（OH）2沉淀。
（4）如何判斷“沉鎂”已完全 靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加NaF，若無沉淀產(chǎn)生，則反應(yīng)完全靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加NaF，若無沉淀產(chǎn)生，則反應(yīng)完全。
（5）硫酸鈉與硫酸鎳晶體溶解度曲線圖如圖所示，請設(shè)計由濾液Y制備NiSO4?6H2O的實驗方案 加入NaOH溶液，使Ni2+轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2沉淀，過濾后洗滌沉淀，向沉淀中加硫酸溶解，蒸發(fā)濃縮，控制溫度在30.8～53.8℃間冷卻結(jié)晶，趁熱過濾，即可得到NiSO4?6H2O加入NaOH溶液，使Ni2+轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2沉淀，過濾后洗滌沉淀，向沉淀中加硫酸溶解，蒸發(fā)濃縮，控制溫度在30.8～53.8℃間冷卻結(jié)晶，趁熱過濾，即可得到NiSO4?6H2O。（可選用的試劑：稀硫酸、NaOH溶液、BaCl2溶液、Ca（OH）2、蒸餾水）
【答案】將鐵元素全部氧化為三價鐵；pH＞2.2后，產(chǎn)生Fe（OH）3膠體，吸附溶液中的Ni2+，造成鎳的損失率增大；pH值過小，氟離子與氫離子結(jié)合形成HF，導(dǎo)致Mg2+沉淀不完全；若pH值過大，會生成Ni（OH）2沉淀；靜置，向上層清液中繼續(xù)滴加NaF，若無沉淀產(chǎn)生，則反應(yīng)完全；加入NaOH溶液，使Ni2+轉(zhuǎn)化為Ni（OH）2沉淀，過濾后洗滌沉淀，向沉淀中加硫酸溶解，蒸發(fā)濃縮，控制溫度在30.8～53.8℃間冷卻結(jié)晶，趁熱過濾，即可得到NiSO4?6H2O
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：33引用：3難度：0.5
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1．為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（Fe主要以Fe2O3存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應(yīng)選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．KCl溶液 C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計，按上述流程，第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495引用：3難度：0.3 -
2．為了保護(hù)環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應(yīng)選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料，已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1 648kJ?mol-1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ?mol-1
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3kg.（不需計算，寫出表達(dá)式即可）發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：28引用：2難度：0.5 -
3．四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體，用作電子計算機(jī)中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料（含有少量CaO、MgO、Ca（OH）2等物質(zhì)）制備Mn3O4的工藝流程如圖：
已知：①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升；
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題：
（1）為提高“溶解”效率，可采取的措施有。
（2）濾渣的主要成分是。
（3）氧化時，生成Mn3O4的離子方程式為產(chǎn)生氨氣以回收利用。
（4）向母液可加入。
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.（NH4）2CO3
（5）通過對上述“氧化”工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是。
（6）四氧化三錳的其他制法：
①熱還原法：
在甲烷氣體存在下，將Mn2O3還原成Mn3O4的化學(xué)方程式為。
②電解法：
利用電解原理，制備四氧化三錳裝置如圖所示。（電極材料均為惰性電極，＜代表電子流向）
電源正極為（填“a”或“b”），陽極的電極反應(yīng)式為。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：14引用：1難度：0.6
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