Question

【題目】以紅土鎳礦(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)為原料，獲取凈水劑黃鈉鐵礬[NaFe3(SO4)2(OH)6]和納米鎳粉的部分工藝流程如下：

已知：Fe3+在pH約為3.7時可完全轉化為Fe(OH)3，Fe2+在pH約為9時可完全轉化為Fe(OH)2

（1）工業上常將“過濾Ⅰ”的濾液和濾渣洗滌液合并，其目的是____。

（2）“氧化”過程發生的離子方程式為___。

（3）“沉鐵”過程中加入碳酸鈉調節溶液的pH至2，碳酸鈉過多會導致生成的沉淀由黃鈉鐵釩轉變為_____(填化學式)。

（4）向“過濾Ⅱ”所得濾液(富含Ni2＋)中加入N2H4·H2O，在不同濃度的氫氧化鈉溶液中反應，含鎳產物的XRD圖譜如圖所示(XRD圖譜可用于判斷某晶態物質是否存在，不同晶態物質出現衍射峰的衍射角不同)。欲制得高純納米鎳粉最適宜的NaOH的濃度為____。寫出該條件下制備納米鎳粉同時生成N2的離子方程式：_____。

（5）不同NaOH濃度下，產物Ni的含量不同，可能的原因是_____。

Answer 1

【答案】為提高鎳、鐵元素的利用率 2H＋＋2Fe2＋＋ClO－=2Fe3＋＋Cl－＋H2O Fe(OH)3 0.015mol·L－1 N2H4·H2O＋2Ni2＋＋4OH－=2Ni↓＋N2↑＋5H2O 堿性越強，N2H4·H2O的還原性越強

【解析】

紅土鎳礦(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，濾渣中含有二氧化硅；加入NaClO將亞鐵離子氧化為鐵離子，加入碳酸鈉溶液調節溶液的pH，使鐵離子全部沉淀，得到凈水劑黃鈉鐵礬，過濾后的濾液中再加入碳酸鈉沉淀鎳離子得NiCO3，將NiCO3經處理可得到Ni，據此分析解答。

(1)工業上常將“過濾Ⅰ”的濾液(含有Ni2+，另含有少量Fe2+、Fe3+)，濾渣洗滌液合并，可提高鎳、鐵元素的利用率，故答案為：提高鎳、鐵元素的利用率；

(2)加入NaClO將亞鐵離子氧化為鐵離子，反應的離子方程式為2H++2Fe2++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O，故答案為：2H++2Fe2++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O；

(3)碳酸鈉過多，溶液堿性過強，則會導致生成的沉淀由黃鈉鐵釩轉變為Fe(OH)3，故答案為：Fe(OH)3；

(4)由圖象可知，當氫氧化鈉濃度為0.015 molL-1時，可制得高純納米鎳粉，方程式為N2H4H2O+2Ni2++4OH-═2Ni↓+N2↑+5H2O，故答案為：0.015 molL-1；N2H4H2O+2Ni2++4OH-═2Ni↓+N2↑+5H2O；

(5)根據(4)的反應可知，N2H4·H2O具有還原性，堿性越強，N2H4H2O的還原性越強，導致不同NaOH濃度下，產物Ni的含量不同，故答案為：堿性越強，N2H4H2O的還原性越強。