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）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高浸取率可采取的措施有        (任写一点)。

（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，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(OH)₁₂]沉淀除去。如图是温度—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K_sp=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^-29

c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe²⁺的离子方程式为：6Fe²⁺+Cl+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）确定步骤四中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：6 mol·L^-1的H₂SO₄溶液、蒸馏水、pH试纸)：

①            ；

②            ；

③蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO₄·6H₂O晶体；

④用少量乙醇洗涤NiSO₄·6H₂O晶体并晾干。

Answer

（1）加热或搅拌或增大硫酸浓度等

（2）Cu2++S2- CuS↓

（3）cd

（4）NiSO4

（5）上层清液呈无色

（6）①过滤，并用蒸馏水洗净沉淀

②向沉淀中加6 mol·L-1的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解

【解析】

试题分析：

（1）提高浸取率可采取将废渣粉碎、加热、搅拌以及增大硫酸浓度等措施。

（2）滴加Na2S溶液会生成CuS沉淀，离子反应式为：Cu2++S2- CuS↓

（3）FeOOH中铁是+3价，a错误。pH=4，c(OH-)=1×10-10 mol·L-1，c(Fe3+)==2.64×10-9 mol·L-1，b错误。c项符合电荷守恒、得失电子守恒等守恒关系，也符合反应的酸碱性，正确。观察图象可知d正确。

（4）滤液Ⅲ之前已将Cu、Zn、Fe除去，所以滤液中主要含有NiSO4。

（5）由于Ni2+的水溶液为绿色，所以可通过观察滤液的颜色来判断碳酸镍是否完全沉淀。

（6）将NiCO3沉淀转化为NiSO4，要先通过过滤，并用蒸馏水洗净沉淀，再向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解，之后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。

考点：制备实验方案的设计；难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质；物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用．