Question

【題目】黃鈉鐵釩渣主要含有Na2Fe6(SO4)4(OH)12、BaSO4、NiSO4、MgSO4、CaSO4、Al2(SO4)3等，利用其制備鎳鋅鐵氧體工藝流程如下。

已知：①鋅、鋁兩種元素化學(xué)性質(zhì)相似；②晶體完整度與晶體中Ni、Zn、Fe比例有關(guān)；③常溫下，相關(guān)物質(zhì)的pKsp單如下表：

（1）“焙燒”中無(wú)煙煤的作用為___________.

（2）“調(diào)pH”時(shí)，a值可取___________(填標(biāo)號(hào))。

A.3.2 B.4.3 C.5.2 D.9.1

（3）若“凈化”后的溶液中c(M2+)=1.0×10－3mol·L－1，則c(Ca2+)=___________ mol·L－1。

（4）“水熱合成”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________，濾液的主要成分為___________（填化學(xué)式)

（5）由右圖可知，pH=8時(shí)“水熱合成”所得鎳鋅鐵氧體晶體的完整度最高，其原因是___________。

（6）“焙燒”會(huì)生成少量BaS，對(duì)該工藝造成的影響是___________。

Answer 1

【答案】提供熱量、還原劑 C 1.0×10-5mol·L－1 xZn2++(1-x)Ni2++2Fe2++6OH-+H2O2 Ni(1-x)ZnxFe2O4↓+4H2O Na2SO4 pH<8，沉淀不完全，pH>8，Zn(OH)2沉淀溶解 BaS與酸反應(yīng)會(huì)生成H2S氣體污染環(huán)境，生成NiS沉淀降低產(chǎn)率

【解析】

根據(jù)工藝流程圖分析每步過(guò)程發(fā)生的反應(yīng)及濾渣和溶液的成分；根據(jù)Ksp計(jì)算溶液的酸堿性，分析沉淀溶解是否完全。

（1）根據(jù)流程圖中的反應(yīng)原理，“焙燒”中無(wú)煙煤的作用為提供熱量、還原劑，

故答案為：提供熱量、還原劑；

（2）調(diào)pH主要是除去Mg2+和Al3+，但Fe3+不能沉淀，根據(jù)氫氧化鐵的pKsp計(jì)算得：pKsp=-lg[c(Fe3+)c3(OH-)]=37.4，c(OH-)==10-9.4，則a=5.6，

故答案為：C；

（3）根據(jù)MgF2和CaF2的pKsp計(jì)算得：由c(Mg2+)=1.0×10－3mol·L－1得，c(F-)==10-2.6mol·L－1，pKsp(CaF2)=-lg[c(Ca2+)c2(F-)]=10.2，則c(Ca2+)=1.0×10-5mol·L－1，

故答案為：1.0×10-5mol·L－1；

（4）根據(jù)題干信息，水熱合成發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為xZn2++(1-x)Ni2++2Fe2++6OH-+H2O2 Ni(1-x)ZnxFe2O4↓+4H2O，濾液的主要成分為Na2SO4，

故答案為：xZn2++(1-x)Ni2++2Fe2++6OH-+H2O2 Ni(1-x)ZnxFe2O4↓+4H2O；Na2SO4；

（5）根據(jù)圖示信息得：pH<8，沉淀不完全，pH>8，Zn(OH)2沉淀溶解，

故答案為：pH<8，沉淀不完全，pH>8，Zn(OH)2沉淀溶解；

（6）分析工藝流程知：BaS與酸反應(yīng)會(huì)生成H2S氣體污染環(huán)境，生成NiS沉淀降低產(chǎn)率，

故答案為：BaS與酸反應(yīng)會(huì)生成H2S氣體污染環(huán)境，生成NiS沉淀降低產(chǎn)率。