Question

【题目】黄钠铁钒渣主要含有Na2Fe6(SO4)4(OH)12、BaSO4、NiSO4、MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3等，利用其制备镍锌铁氧体工艺流程如下。

已知：①锌、铝两种元素化学性质相似；②晶体完整度与晶体中Ni、Zn、Fe比例有关；③常温下，相关物质的pKsp单如下表：

（1）“焙烧”中无烟煤的作用为___________.

（2）“调pH”时，a值可取___________(填标号)。

A.3.2 B.4.3 C.5.2 D.9.1

（3）若“净化”后的溶液中c(M2+)=1.0×10－3mol·L－1，则c(Ca2+)=___________ mol·L－1。

（4）“水热合成”发生反应的离子方程式为___________，滤液的主要成分为___________（填化学式)

（5）由右图可知，pH=8时“水热合成”所得镍锌铁氧体晶体的完整度最高，其原因是___________。

（6）“焙烧”会生成少量BaS，对该工艺造成的影响是___________。

Answer 1

【答案】提供热量、还原剂 C 1.0×10-5mol·L－1 xZn2++(1-x)Ni2++2Fe2++6OH-+H2O2 Ni(1-x)ZnxFe2O4↓+4H2O Na2SO4 pH<8，沉淀不完全，pH>8，Zn(OH)2沉淀溶解 BaS与酸反应会生成H2S气体污染环境，生成NiS沉淀降低产率

【解析】

根据工艺流程图分析每步过程发生的反应及滤渣和溶液的成分；根据Ksp计算溶液的酸碱性，分析沉淀溶解是否完全。

（1）根据流程图中的反应原理，“焙烧”中无烟煤的作用为提供热量、还原剂，

故答案为：提供热量、还原剂；

（2）调pH主要是除去Mg2+和Al3+，但Fe3+不能沉淀，根据氢氧化铁的pKsp计算得：pKsp=-lg[c(Fe3+)c3(OH-)]=37.4，c(OH-)==10-9.4，则a=5.6，

故答案为：C；

（3）根据MgF2和CaF2的pKsp计算得：由c(Mg2+)=1.0×10－3mol·L－1得，c(F-)==10-2.6mol·L－1，pKsp(CaF2)=-lg[c(Ca2+)c2(F-)]=10.2，则c(Ca2+)=1.0×10-5mol·L－1，

故答案为：1.0×10-5mol·L－1；

（4）根据题干信息，水热合成发生反应的离子方程式为xZn2++(1-x)Ni2++2Fe2++6OH-+H2O2 Ni(1-x)ZnxFe2O4↓+4H2O，滤液的主要成分为Na2SO4，

故答案为：xZn2++(1-x)Ni2++2Fe2++6OH-+H2O2 Ni(1-x)ZnxFe2O4↓+4H2O；Na2SO4；

（5）根据图示信息得：pH<8，沉淀不完全，pH>8，Zn(OH)2沉淀溶解，

故答案为：pH<8，沉淀不完全，pH>8，Zn(OH)2沉淀溶解；

（6）分析工艺流程知：BaS与酸反应会生成H2S气体污染环境，生成NiS沉淀降低产率，

故答案为：BaS与酸反应会生成H2S气体污染环境，生成NiS沉淀降低产率。