题目内容
【题目】以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如下：
已知：Fe3+在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，Fe2+在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2
（1）工业上常将“过滤Ⅰ”的滤液和滤渣洗涤液合并，其目的是____。
（2）“氧化”过程发生的离子方程式为___。
（3）“沉铁”过程中加入碳酸钠调节溶液的pH至2，碳酸钠过多会导致生成的沉淀由黄钠铁钒转变为_____(填化学式)。
（4）向“过滤Ⅱ”所得滤液(富含Ni2＋)中加入N2H4·H2O，在不同浓度的氢氧化钠溶液中反应，含镍产物的XRD图谱如图所示(XRD图谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。欲制得高纯纳米镍粉最适宜的NaOH的浓度为____。写出该条件下制备纳米镍粉同时生成N2的离子方程式：_____。
（5）不同NaOH浓度下，产物Ni的含量不同，可能的原因是_____。
【答案】为提高镍、铁元素的利用率 2H＋＋2Fe2＋＋ClO－=2Fe3＋＋Cl－＋H2O Fe(OH)3 0.015mol·L－1 N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH－=2Ni↓＋N2↑＋5H2O 碱性越强，N2H4·H2O的还原性越强
【解析】
红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+，另含有少量Fe2+、Fe3+等，滤渣中含有二氧化硅；加入NaClO将亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸钠溶液调节溶液的pH，使铁离子全部沉淀，得到净水剂黄钠铁矾，过滤后的滤液中再加入碳酸钠沉淀镍离子得NiCO3，将NiCO3经处理可得到Ni，据此分析解答。
(1)工业上常将“过滤Ⅰ”的滤液(含有Ni2+，另含有少量Fe2+、Fe3+)，滤渣洗涤液合并，可提高镍、铁元素的利用率，故答案为：提高镍、铁元素的利用率；
(2)加入NaClO将亚铁离子氧化为铁离子，反应的离子方程式为2H++2Fe2++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O，故答案为：2H++2Fe2++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O；
(3)碳酸钠过多，溶液碱性过强，则会导致生成的沉淀由黄钠铁钒转变为Fe(OH)3，故答案为：Fe(OH)3；
(4)由图象可知，当氢氧化钠浓度为0.015 molL-1时，可制得高纯纳米镍粉，方程式为N2H4H2O+2Ni2++4OH-═2Ni↓+N2↑+5H2O，故答案为：0.015 molL-1；N2H4H2O+2Ni2++4OH-═2Ni↓+N2↑+5H2O；
(5)根据(4)的反应可知，N2H4·H2O具有还原性，碱性越强，N2H4H2O的还原性越强，导致不同NaOH浓度下，产物Ni的含量不同，故答案为：碱性越强，N2H4H2O的还原性越强。
名校课堂系列答案
