Question

NiSO₄•6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物杂质）为原料获得。有关工艺流程如下：

（1）往废渣中加H₂SO₄酸漫，要充分搅拌，其目的是                    。

（2）加Na₂S的目的是除去铜、锌等杂质，请写出除去Cu²⁺的离子方程式             。

（3）加6%的H₂O₂时，温度不能过高，其目的是                         。

（4）除铁方法：用H₂O₂充分氧化后，再用NaOH控制pH值2～4范围内生成氢氧化铁沉淀。在上述方法中，氧化剂可用NaClO₃代替，用NaClO₃氧化Fe²⁺的离子方程式为                                        。

（5）上述流程中滤液III的溶质的主要成分是：                    。

（6）操作I包括以下过程：过滤，用H₂SO₄溶解，                、               、过滤、洗涤获得产品。

Answer

（16分）（1）加快反应速率或提高浸出率（合理的给分）  （2分）

（2）S2ˉ+Cu2+=CuS↓（2分）

（3）减少（防止）过氧化氢的分解  （2分）

（4）6Fe2++ClO3ˉ+6H+=6Fe3++Clˉ+3H2O（2分）

（5）Na2SO4、NiSO4 （4分，漏选得2分，错选不给分）

（6）蒸发浓缩    冷却结晶（4分）

【解析】

试题分析：（1）根据化学反应速率的影响因素及规律可知，充分搅拌的目的是加快废渣中的镍单质等与硫酸反应的速率，提高镍元素的浸出率；（2）Na2S是可溶性盐，溶于水时电离出S2ˉ，S2ˉ与Cu2+易反应生成CuS沉淀；（3）过氧化氢是绿色氧化剂，其目的是将Fe2+完全氧化为Fe3+，且不引入新的杂质，但是H2O2不稳定，受热易分解为水和氧气，因此温度不能过高；（4）NaClO3是可溶性盐，NaOH是强碱，根据题意可知，Fe2+是还原剂，ClO3ˉ是氧化剂，Fe3+是氧化产物，还原产物是Clˉ，而不是Cl2，因为碱性溶液不能大量存在Cl2，根据铁元素化合价升高总数等于氯元素化合价降低总数，电荷守恒、原子守恒原理可得反应式：6Fe2++ClO3ˉ+6H+=6Fe3++Clˉ+3H2O；（5）读图可知，加Na2S的目的是除去铜、锌等杂质，加H2O2、NaOH的目的是除去铁等杂质，加Na2CO3的目的是除去铬等杂质，因此推断滤液1的主要成分是NiSO4、FeSO4、Cr2(SO4)3、Na2SO4，滤液II的主要成分是NiSO4、Cr2(SO4)3、Na2SO4，滤液III的主要成分是NiSO4、Na2SO4；（6）从NiSO4、Na2SO4及硫酸的混合溶液中制取NiSO4•6H2O晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等过程。

考点：考查物质制备型工艺流程大题，涉及解释操作的目的、除杂实质、温度控制的原因、滤液主要成分、晶体制备的基本操作等知识。