Question

【題目】從鎳礦石尾礦中提取NiSO4是解決我國(guó)鎳資源匱乏的一條重要途徑，已知該過程如下：

表1：各物質(zhì)的Ksp數(shù)據(jù)如下表：

物質(zhì)	MnS	NiS	PbS	CuS	Ni(OH)2
Ksp	2.5×10-13	1.1×10-21	8.0×10-28	6.3×10-36	2.0×10-15

表2：濾液A中各金屬離子的含量如下表：

成分	Ni2+	Fe3+	Fe2+	Mn2+	Cu2+	Pb2+	……
	3.80	4.80	x	0. 20	0.15	<0.001	……

根據(jù)以上信息，回答下列問題：

(1)步驟I酸浸之前需將礦石粉碎，目的是____________。

(2)若雜質(zhì)離子的濃度c≤1.0×10-5mol/L即可認(rèn)定沉淀完全，則步驟Ⅱ中當(dāng)Pb2+“恰好沉淀完全時(shí)，溶液中硫離子的濃度c(S2-)=_____________；此時(shí)Ni2+是否已開始沉淀____（填“是”或“否”）。

(3)常溫下進(jìn)行步驟Ⅲ的目的是為了除去鐵和錳元素，已知除鐵元素的離子反應(yīng)如下：

2Fe2++ ClO - +5H2O=2Fe( OH)3↓+Cl-+4H+

此時(shí)Mn2+的氧化產(chǎn)物為MnO2，寫出除錳元素的離子方程式______________。

(4)為測(cè)定濾液A中Fe2+離子的含量，（每升溶液中含有的亞鐵離子的質(zhì)量，以g/L表示）每次移取20.00 mL待測(cè)液，并用0.02 mol/L的KMnO4溶液滴定，若已知其他離子均不反應(yīng)，且三次滴定平均消耗KMnO4溶液18. 00mL，則x的值為________（精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位）。

（5）所得Ni(OH)2是制造鎳鎘電池的重要原料，鎳鎘電池工作原理如下：

Cd+2NiO(OH) +2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2

則隨著放電的進(jìn)行，正極區(qū)pH______（填“增大”、“減小”或“不變”）；充電時(shí)陰極電極反應(yīng)式為______。

Answer 1

【答案】 增大接觸面積，提高浸取率 8.0×l0-23 否 Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+ 5.04g/L 增大 Cd(OH)2 +2e-=Cd+2OH-

【解析】(1)步驟I酸浸之前需將礦石粉碎，可以增大接觸面積，提高浸取率，故答案為：增大接觸面積，提高浸取率；

(2)若雜質(zhì)離子的濃度c≤1.0×10-5mol/L即可認(rèn)定沉淀完全，則步驟Ⅱ中當(dāng)Pb2+恰好沉淀完全時(shí)，溶液中硫離子的濃度c(S2-)== 8.0×l0-23；對(duì)于Ni2+，Qc=3.80×8.0×l0-23＜1.1×10-21，Ni2+沒有開始沉淀，故答案為：8.0×l0-23；否；

(3)根據(jù)除鐵元素的離子反應(yīng)2Fe2++ ClO - +5H2O=2Fe( OH)3↓+Cl- +4H+，可知，氧化劑為次氯酸根離子，次氯酸根離子將Mn2+氧化為MnO2，除錳元素的離子方程式為Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+，故答案為：Mn2+ +ClO-+H2O =MnO2↓+Cl- +2H+；

(4) 消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.02 mol/L×0.018L=0.00036mol，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子0.00036mol×（7-2）=0.0018mol，根據(jù)得失電子守恒，Fe2+的物質(zhì)的量=0.0018mol，每升溶液中含有的亞鐵離子的含量為0.0018×56× =5.04g/L，故答案為：5.04g/L；

(5)根據(jù)總反應(yīng)，正極的電極方程式為NiOOH+H2O+e-=Ni（OH）2+OH-，隨著放電的進(jìn)行正極區(qū)pH增大，充電時(shí)陰極電極反應(yīng)式為Cd(OH)2 +2e-=Cd+2OH-，故答案為：增大；Cd(OH)2 +2e-=Cd+2OH-。