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等杂质)为原料获得。工艺流程如下图：

请回答下列问题：

（1）溶解废渣常用一定浓度的稀硫酸，用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有：          。

（2）向滤液中滴入适量的Na₂S溶液，目的是除去Cu²⁺、Zn²⁺，写出除去Cu²⁺的离子方程式：                                         。

（3）在40℃左右，用6%的H₂O₂氧化Fe²⁺，再在95℃时加入NaOH调节pH，除去铁和铬。此外，除去铁还常用NaClO₃作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠［Na₂Fe₆(SO₄)₄(OH)₁₂］沉淀除去。下图是温度—pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域（已知25℃时，Fe(OH)₃的Ksp = 2.64×10⁻³⁹）。下列说法正确的是______（选填序号）。

a．FeOOH中铁为+2价

b．若在25℃时，用H₂O₂氧化Fe²⁺，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c(Fe³⁺)=2.64×10⁻²⁷

c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe²⁺离子方程式为：6Fe²⁺+ClO₃^－+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^－+3H₂O

d．工业生产中常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为1.2～1.8

（4）上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是_________________。

（5）确定步骤④中Na₂CO₃溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是        。

（6）操作Ⅰ的实验步骤依次为：【实验中可选用的试剂：6mol•L^-1的H₂SO₄溶液，蒸馏水、pH试纸】。

①__________________________________；

②__________________________________；

③                                  ；

④用少量乙醇洗涤NiSO₄•6H₂O晶体并晾干。

Answer

（1）容量瓶 胶头滴管

（2）S2－+Cu2+= CuS↓

（3）cd

（4）Na2SO4 NiSO4

（5）上层清液呈无色

（6） ①过滤，并用蒸馏水洗涤沉淀2～3次直至流出液用pH试纸检验呈中性；

②向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解

③蒸发浓缩、冷却结晶并从溶液中分离出晶体．

【解析】

试题分析：（1）用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有容量瓶 胶头滴管；（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，离子方程式为S2－+Cu2+= CuS↓；（3）a．FeOOH中铁为+3价，错误；b．根据25℃时Fe(OH)3的Ksp = c(Fe3+) c3(OH－) =2.64×10−39，pH=4时，c(OH－) =10−10除去铁，此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10−9，错误；c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为：6Fe2++ClO3－+6H+=6Fe3++Cl－+3H2O，正确；d．分析图像知，工业生产中常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH约为1.2～1.8，正确；选cd；（4）分析流程图知，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；（5）确定步骤④中Na2CO3溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是上层清液呈无色（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、冷却结晶并从溶液中分离出晶体。

考点：考查化学工艺流程、物质的制备。