Question

14．陨铁的主要成分是：四氧化三铁、铁、镍、硅酸钠等．某化学小组用陨铁为原料制备NiOOH、Na₂FeO₄的工艺流程图如图

已知：①铁和镍同属于铁系元素，镍性质与铁相似，能与酸反应．
②Ni²⁺在酸性环境较稳定，不易被氧化，在碱性环境易被氧化．
③Fe²⁺、Fe³⁺、Ni²⁺开始形成沉淀和沉淀完全的PH分别为：7.6-9.6；2.7-3.7；8.5-9.5
（1）陨铁酸化过程所用的酸是盐酸，固体A的用途：光导纤维（写一种即可）
（2）检验滤液1中Fe²⁺所用试剂为：酸性高锰酸钾溶液或铁氰化钾溶液；
（3）在第④步加NaOH调节溶液pH的范围应为：3.7≤pH＜8.5；
（4）第⑤步离子反应方程式为：2Ni²⁺+H₂O₂+4OH^-=2NiOOH+2H₂O；第⑦步离子反应方程式为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（5）整个工艺流程中可以循环使用的物质有：NaOH、Cl₂．

Answer 1

分析 陨铁用酸溶解，硅酸钠反应得到难溶的硅酸，沉淀1为硅酸，过滤分离，硅酸加热分解得到A为二氧化硅，滤液1中含有硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镍、未反应的硫酸等，通入氯气将Fe²⁺离子氧化为Fe³⁺，加入NaOH调节溶液pH使Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃沉淀，氢氧化铁与氢氧化钠、次氯酸钠反应得到Na₂FeO₄．滤液2中加入过氧化氢，滤液3中含有钠盐及氢氧化钠，浓度电解得到烧碱溶液．
（1）最终电解滤液3得烧碱溶液，用盐酸酸化陨石；固体A为二氧化硅，可以用作光导纤维；
（2）用酸性高锰酸钾溶液或铁氰化钾溶液检验亚铁离子；
（3）在第④步加NaOH调节溶液pH，使Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃沉淀，而Ni²⁺不能沉淀；
（4）第⑤步是过氧化氢在碱性条件下将Ni²⁺氧化生成NiOOH；
第⑦步是氢氧化铁与氢氧化钠、次氯酸钠反应得到Na₂FeO₄，次氯酸钠被还原为氯化钠；
（5）第⑥步中电解得到氯气、氢氧化钠可以循环利用．

解答 解：陨铁用酸溶解，硅酸钠反应得到难溶的硅酸，沉淀1为硅酸，过滤分离，硅酸加热分解得到A为二氧化硅，滤液1中含有硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸镍、未反应的硫酸等，通入氯气将Fe²⁺离子氧化为Fe³⁺，加入NaOH调节溶液pH使Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃沉淀，氢氧化铁与氢氧化钠、次氯酸钠反应得到Na₂FeO₄．滤液2中加入过氧化氢，滤液3中含有钠盐及氢氧化钠，浓度电解得到烧碱溶液．
（1）最终电解滤液3得烧碱溶液，用盐酸酸化陨石；固体A为二氧化硅，可以用作光导纤维，
故答案为：盐酸；光导纤维；
（2）用酸性高锰酸钾溶液或铁氰化钾溶液检验亚铁离子，
故答案为：酸性高锰酸钾溶液或铁氰化钾溶液；
（3）在第④步加NaOH调节溶液pH，使Fe³⁺使转化为Fe（OH）₃沉淀，而Ni²⁺不能沉淀，调节溶液pH的范围应为：3.7≤pH＜8.5，
故答案为：3.7≤pH＜8.5；
（4）第⑤步是过氧化氢在碱性条件下将Ni²⁺氧化生成NiOOH，反应离子方程式为：2Ni²⁺+H₂O₂+4OH^-=2NiOOH+2H₂O，
第⑦步是氢氧化铁与氢氧化钠、次氯酸钠反应得到Na₂FeO₄，次氯酸钠被还原为氯化钠，反应离子方程式为：2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O，
故答案为：2Ni²⁺+H₂O₂+4OH^-=2NiOOH+2H₂O；2Fe（OH）₃+3ClO^-+4OH^-=2FeO₄^2-+3Cl^-+5H₂O；
（5）第⑥步中电解得到氯气、氢氧化钠分别在第②中的氧化，第④调节pH中循环利用，
故答案为：NaOH、Cl₂．

点评 本题考查物质制备工艺流程，涉及对条件控制选择、离子检验、陌生方程式书写等，关键是对工艺流程的理解，侧重考查学生分析能力、知识迁移运用能力．