鍍鎳廠產(chǎn)生的硫酸鎳渣（含Cu2+、Fe3+、Zn2+、Ca2+等雜質(zhì)）是一種寶貴的可再生資源，利用硫酸鎳渣制備硫酸鎳晶體（NiSO4?7H2O）的工藝流程如圖所示。
已知：25℃時，有關金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下。
| 金屬離子 | Cu2+ | Fe2+ | Fe3+ | Zn2+ | Ni2+ | Ca2+ |
| 開始沉淀的pH | 3.7 | 6.3 | 1.5 | 6.2 | 6.9 | 11.8 |
| 沉淀完全的pH | 6.7 | 8.3 | 2.8 | 8.2 | 8.9 | 13.8 |
（1）試劑X為
H2SO4
H2SO4
（填化學式）。（2）“硫化”過程生成Y的離子方程式為
2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+
2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+
。（3）“濾渣”的主要成分為
Fe（OH）3
Fe（OH）3
（填化學式），“氟化”過程的化學方程式為 CaSO4+NiF2═CaF2+NiSO4
CaSO4+NiF2═CaF2+NiSO4
。（4）“分離”操作包含
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶
、過濾、洗滌、干燥；分離后所得母液中，除試劑X外，可在上述流程中循環(huán)利用的物質(zhì)還有 NiSO4
NiSO4
（填化學式）。（5）“萃取分液”選用萃取劑二（2-乙基己基磷酸（用HR表示）萃取金屬離子（用Mx+表示）的原理為xHR+Mx+?RxM+xH+。室溫下，溶液pH對幾種金屬離子萃取率[萃取率=
n
（
M
x
+
）
有機相
n
（
M
x
+
）
初始
①“萃取分液”Zn2+進入有機相被除去，此時溶液pH應控制的最佳范圍是
3～4
3～4
。②每萃取一次，Mx+萃取率為α。若經(jīng)N次萃取后，水相中殘余Zn2+物質(zhì)的量濃度為bmol?L-1（忽略水相體積變化），達到除雜要求。則“氟化”后溶液中Zn2+的物質(zhì)的量濃度為
b
（
1
-
α
）
N
b
（
1
-
α
）
N
【答案】H2SO4；2Fe3++H2S═2Fe2++S↓+2H+；Fe（OH）3；CaSO4+NiF2═CaF2+NiSO4；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；NiSO4；3～4；
b
（
1
-
α
）
N
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：17引用：1難度：0.4
相似題
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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（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應選擇（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在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（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為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質(zhì)量分數(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（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應選擇（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在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（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為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質(zhì)量分數(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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