Question

【题目】镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、等，以下是从该矿渣中回收的工艺路线：

已知：在350℃以上会分解生成和。在焙烧过程中生成、。锡（Sn）位于第五周期第ⅣA族。

（1）焙烧前将矿渣与混合研磨，混合研磨的目的是________。

（2）“浸泡”过程中生成的离子方程式为________，“浸渣”的成分除、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，加入将还原为，所需的物质的量不少于物质的量的________倍；除去过量的后，再用酸性标准溶液滴定溶液中的，还原产物为，滴定时反应的离子方程式为________。

（4）“浸出液”中 ，当除钙率达到99％时，溶液中 ________［已知 ］

（5）本工艺中，萃取剂与溶液的体积比（对溶液中、的萃取率影响如图所示，的最佳取值是________。

Answer 1

【答案】增大接触面积，加快反应速率，使反应更充分 、 0.5 0.25

【解析】

某矿渣的主要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，加入硫酸铵研磨后，600°C焙烧，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，在90°C的热水中浸泡过滤得到浸出液，加入NaF除去钙离子，过滤得到滤液加入萃取剂得到无机相和有机相，无机相通过一系列操作得到硫酸镍，有机相循环使用。

（1）混合研磨增大接触面积，加快反应速率；

（2）“浸泡”过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的反应为水解反应，矿渣的主要成分是NiFe2O4（铁酸镍）、NiO、FeO、CaO、SiO2等，加入硫酸铵在600°C焙烧，然后热水浸泡，浸取后的浸渣为FeO(OH)、焙烧是生成的Fe2O3以及微溶于水的硫酸钙和不溶于水的二氧化硅；

（3）用盐酸酸化后，加入SnCl2将Fe3+还原为Fe2+，依据氧化还原反应定量关系计算得到SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的倍数，用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+，还原产物为Cr3+，亚铁离子被氧化为铁离子；

（4）浸出液”中c（Ca2+）=1.0×10-3molL-1，当除钙率达到99%时，剩余钙离子1%×1.0×10-3mol/L=1.0×10-5mol/L，结合溶度积常数计算得到溶液中c（F-）；

（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2所示，最佳取值是镍离子不能被萃取，亚铁离子被萃取，据此选择。

(1)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；

(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 SiO2、CaSO4，故答案为; SiO2、CaSO4；

(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+，反应为：2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+，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：Cr2O27+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，故答案为0.5; Cr2O27+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；

(4)浸出液”中c(Ca2+)=1.0×103molL1，当除钙率达到99%时，剩余钙离子1%×1.0×10-3mol/L=1.0×10-5mol/L，溶液中，故答案为2.0×103；

(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2所示，最佳取值是镍离子不能被萃取，亚铁离子被萃取，V0/VA的最佳取值是0.25，故答案为0.25。