Question

14．隕鐵的主要成分是：四氧化三鐵、鐵、鎳、硅酸鈉等．某化學小組用隕鐵為原料制備NiOOH、Na₂FeO₄的工藝流程圖如圖

已知：①鐵和鎳同屬于鐵系元素，鎳性質與鐵相似，能與酸反應．
②Ni²⁺在酸性環(huán)境較穩(wěn)定，不易被氧化，在堿性環(huán)境易被氧化．
③Fe²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺開始形成沉淀和沉淀完全的PH分別為：7.6-9.6；2.7-3.7；8.5-9.5
（1）隕鐵酸化過程所用的酸是鹽酸，固體A的用途：光導纖維（寫一種即可）
（2）檢驗濾液1中Fe²⁺所用試劑為：酸性高錳酸鉀溶液或鐵氰化鉀溶液；
（3）在第④步加NaOH調節(jié)溶液pH的范圍應為：3.7≤pH＜8.5；
（4）第⑤步離子反應方程式為：2Ni²⁺+H₂O₂+4OH^-=2NiOOH+2H₂O；第⑦步離子反應方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（5）整個工藝流程中可以循環(huán)使用的物質有：NaOH、Cl₂．

Answer 1

分析 隕鐵用酸溶解，硅酸鈉反應得到難溶的硅酸，沉淀1為硅酸，過濾分離，硅酸加熱分解得到A為二氧化硅，濾液1中含有硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鎳、未反應的硫酸等，通入氯氣將Fe²⁺離子氧化為Fe³⁺，加入NaOH調節(jié)溶液pH使Fe³⁺使轉化為Fe（OH）₃沉淀，氫氧化鐵與氫氧化鈉、次氯酸鈉反應得到Na₂FeO₄．濾液2中加入過氧化氫，濾液3中含有鈉鹽及氫氧化鈉，濃度電解得到燒堿溶液．
（1）最終電解濾液3得燒堿溶液，用鹽酸酸化隕石；固體A為二氧化硅，可以用作光導纖維；
（2）用酸性高錳酸鉀溶液或鐵氰化鉀溶液檢驗亞鐵離子；
（3）在第④步加NaOH調節(jié)溶液pH，使Fe³⁺使轉化為Fe（OH）₃沉淀，而Ni²⁺不能沉淀；
（4）第⑤步是過氧化氫在堿性條件下將Ni²⁺氧化生成NiOOH；
第⑦步是氫氧化鐵與氫氧化鈉、次氯酸鈉反應得到Na₂FeO₄，次氯酸鈉被還原為氯化鈉；
（5）第⑥步中電解得到氯氣、氫氧化鈉可以循環(huán)利用．

解答 解：隕鐵用酸溶解，硅酸鈉反應得到難溶的硅酸，沉淀1為硅酸，過濾分離，硅酸加熱分解得到A為二氧化硅，濾液1中含有硫酸亞鐵、硫酸鐵、硫酸鎳、未反應的硫酸等，通入氯氣將Fe²⁺離子氧化為Fe³⁺，加入NaOH調節(jié)溶液pH使Fe³⁺使轉化為Fe（OH）₃沉淀，氫氧化鐵與氫氧化鈉、次氯酸鈉反應得到Na₂FeO₄．濾液2中加入過氧化氫，濾液3中含有鈉鹽及氫氧化鈉，濃度電解得到燒堿溶液．
（1）最終電解濾液3得燒堿溶液，用鹽酸酸化隕石；固體A為二氧化硅，可以用作光導纖維，
故答案為：鹽酸；光導纖維；
（2）用酸性高錳酸鉀溶液或鐵氰化鉀溶液檢驗亞鐵離子，
故答案為：酸性高錳酸鉀溶液或鐵氰化鉀溶液；
（3）在第④步加NaOH調節(jié)溶液pH，使Fe³⁺使轉化為Fe（OH）₃沉淀，而Ni²⁺不能沉淀，調節(jié)溶液pH的范圍應為：3.7≤pH＜8.5，
故答案為：3.7≤pH＜8.5；
（4）第⑤步是過氧化氫在堿性條件下將Ni²⁺氧化生成NiOOH，反應離子方程式為：2Ni²⁺+H₂O₂+4OH^-=2NiOOH+2H₂O，
第⑦步是氫氧化鐵與氫氧化鈉、次氯酸鈉反應得到Na₂FeO₄，次氯酸鈉被還原為氯化鈉，反應離子方程式為：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案為：2Ni²⁺+H₂O₂+4OH^-=2NiOOH+2H₂O；2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（5）第⑥步中電解得到氯氣、氫氧化鈉分別在第②中的氧化，第④調節(jié)pH中循環(huán)利用，
故答案為：NaOH、Cl₂．

點評 本題考查物質制備工藝流程，涉及對條件控制選擇、離子檢驗、陌生方程式書寫等，關鍵是對工藝流程的理解，側重考查學生分析能力、知識遷移運用能力．