Question

(10分)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。可以电镀废渣(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，为了提高浸取速率可采取的措施有____________(任写一点)。

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

（3）上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是____________。

（4）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___________。

（5）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

(10分) （1）加热或搅拌或增大硫酸浓度等(1分)

（2）Cu2＋＋S2－===CuS↓(2分)

（3）NiSO4(2分)

（4）上层清液呈无色(1分)

（5）①过滤，并用蒸馏水洗净沉淀(2分)

②向沉淀中加6 mol·L－1的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解(2分)

【解析】

试题分析：（1）搅拌固体和液体的混合物，升高温度、增大浓度等，可加快反应速率，所以为了提高浸取率可采取的措施有加热或搅拌或增大硫酸浓度等；故答案为：加热或搅拌或增大硫酸浓度等；（2）加Na2S，易生成CuS沉淀，其反应的离子方程式为：Cu2++S2-═CuS↓，故答案为：Cu2++S2-═CuS↓；（3）经过加入a2S、H2O2、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等杂质，滤液中含有可溶性硫酸盐，为Na2SO4、NiSO4；（4）步骤四中Na2CO3溶液足量时溶液里不再有Ni2+，此时溶液显无色，故静置后上层清液呈无色，即可证明Na2CO3溶液足量；（5）得到NiCO3沉淀之后应，应先过滤、洗涤，然后与硫酸反应生成NiSO4，所以操作步骤为：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向沉淀中加稀H2SO4溶液，直至恰好完全溶解。

【考点定位】考查物质的分离提纯的实验方案的设计

【名师点晴】废渣（除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物杂质），在硫酸溶解调节pH后过滤后除去铁离子，滤液含有二价铁离子、三价铬离子、铜离子、锌离子等杂质，滤液I中加入硫化钠形成CuS、ZnS沉淀，可除去铜离子、锌离子，过滤，滤液II中加H2O2是将二价铁氧化成三价铁，再通过调节pH使三价铁和三价铬都以氢氧化物的沉淀而除去，滤液Ⅲ含有可溶性硫酸盐，主要是NiSO4，还有Na2SO4，再加碳酸钠沉淀二价镍，过滤、洗涤，然后与硫酸反应生成NiSO4晶体。据此分析解题就容易多了，因此正确的分析是成功解析一的半，千万不要省这个时间噢。