鎳氫催化劑主要含金屬Ni、Al、Fe、Ca及其氧化物，還有少量SiO2等雜質(zhì)。采用如圖工藝流程分別回收其中各組分并制備硫酸鎳晶體（NiSO4?6H2O）：
溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
| 金屬離子 | Ni2+ | Al3+ | Fe3+ | Fe2+ |
| 開始沉淀時（c=0.01mol?L-1）的pH 沉淀完全時（c=1.0×10-5mol?L-1）的pH |
7.2 8.7 |
3.7 4.7 |
2.2 3.2 |
7.5 9.0 |
（1）“堿浸”中除去金屬鋁和SiO2反應(yīng)的離子方程式分別為
2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑
A
l
O
-
2
2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑
、A
l
O
-
2
SiO2+2OH-=+H2O
S
i
O
2
-
3
SiO2+2OH-=+H2O
。S
i
O
2
-
3
（2）“轉(zhuǎn)化”過程中H2O2的作用是
氧化亞鐵離子為鐵離子，使后面除去鐵離子時不會使Ni2+離子沉淀
氧化亞鐵離子為鐵離子，使后面除去鐵離子時不會使Ni2+離子沉淀
?！稗D(zhuǎn)化”過程溫度不宜過高，可能的原因是 過氧化氫受熱易分解
過氧化氫受熱易分解
。（3）“調(diào)pH”過程中應(yīng)調(diào)控pH的范圍是
3.2～7.2
3.2～7.2
。在實際操作中，pH未調(diào)節(jié)到2.2就出現(xiàn)了沉淀，原因是可能是轉(zhuǎn)化后溶液中待沉淀離子的濃度 ＞
＞
0.01mol?L-1（填“＞”、“=”或“＜”）。（4）濾渣④的成分是CaF2。若濾液③的pH過低會導(dǎo)致沉淀率下降，原因是
pH過低，F(xiàn)-離子和H+離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF，c（F-）離子濃度降低，沉淀率下降
pH過低，F(xiàn)-離子和H+離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF，c（F-）離子濃度降低，沉淀率下降
。（5）有機萃取劑RH的萃取原理為：X2+（水相）+2RH（有機相）?XR2（有機相）+2H+（水相），從濾液④得到硫酸鎳晶體可以通過“萃取”和“反萃取”的過程，如圖所示，則試劑X是
硫酸溶液
硫酸溶液
。
【答案】2Al+2OH-+2H2O=2+3H2↑；SiO2+2OH-=+H2O；氧化亞鐵離子為鐵離子，使后面除去鐵離子時不會使Ni2+離子沉淀；過氧化氫受熱易分解；3.2～7.2；＞；pH過低，F(xiàn)-離子和H+離子結(jié)合生成弱電解質(zhì)HF，c（F-）離子濃度降低，沉淀率下降；硫酸溶液
A
l
O
-
2
S
i
O
2
-
3
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：26引用：1難度：0.6
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1．為了保護環(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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