Question

碳酸镍可用于电镀、陶瓷器着色等。从镍矿渣出发制备碳酸镍的流程如下：

已知：(Ⅰ)含镍浸出液的成分及离子沉淀的pH：

(Ⅱ)溶度积常数：

（1）镍矿渣中镍元素的主要存在形式是Ni（OH）₂、NiS，写出浸取时NiS反应的离子方程式_____________。

（2）黄钠铁钒[NaFe₃(SO₄)₂(OH)₆]具有沉淀颗粒大、沉淀速度快，容易过滤等特点，常用于除铁。写出流程中第一次加入 Na₂CO₃溶液时反应的离子方程式：_____________；

（3）NiS的作用是除去溶液中的Cu²⁺，原理是NiS+Cu²⁺＝CuS+Ni²⁺，该反应的平衡常数是_____________； 

（4）滤液2中加入NaF的作用是除去溶液中的Ca²⁺、Mg²⁺，则加入NaF先沉淀的离子是_____________。

（5）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NiCO₃为原料获得，结合上述流程，制备NiSO₄•6H₂O的操作步骤如下：

①向被有机萃取剂萃取后所得的水层中加入足量Na₂CO₃溶液(流程中第二次加Na₂CO₃溶液)，搅拌，得NiCO₃沉淀:

②___________________________；

③___________________________；

④蒸发、冷却结晶并从溶液中分离出晶体；

⑤用少量乙醇洗涤并晾干。

确定步骤①中Na₂CO₃溶液足量，碳酸镍己完全沉淀的简单方法是:_____________；

补充完整上述步骤②和③【可提供的试剂有6mol/L的H₂SO₄溶液，蒸馏水、pH试纸】。

Answer

（1）3NiS+4ClO3－＝3Ni2++3SO42－+4Cl－或3NiS+ClO3－+6H+＝3Ni2++3S+Cl－+3H2O；（2）Na++3Fe3++2SO42－+3H2O+3CO32－＝NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑；（3）8.43×104；（4）Mg2+（5）上层清液呈无色(或静置后向上层液中再加入Na2CO3溶液后没有沉淀生成)；②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；③向沉淀中加6mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解。

【解析】

试题分析：（1）氯酸钠具有较强的氧化性，能够将-2价的硫氧化，反应的离子方程式为3NiS+4ClO3－＝3Ni2++3SO42－+4Cl－或3NiS+ClO3－+6H+＝3Ni2++3S+Cl－+3H2O，故答案为：3NiS+4ClO3－＝3Ni2++3SO42－+4Cl－或3NiS+ClO3－+6H+＝3Ni2++3S+Cl－+3H2O；

（2）根据流程图，加入碳酸钠，与溶液中的铁离子和硫酸钠反应生成黄钠铁钒[NaFe3(SO4)2(OH)6]沉淀反应的离子方程式为：Na++3Fe3++2SO42－+3H2O+3CO32－＝NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑，故答案为：Na++3Fe3++2SO42－+3H2O+3CO32－＝NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3CO2↑；

（3）根据NiS+Cu2+＝CuS+Ni2+，该反应的平衡常数K====8.43×104，故答案为：8.43×104；

（4）根据几种物质的溶度积常数，可知，MgF2溶解度最小，则加入NaF先沉淀的离子是镁离子，故答案为：Mg2+；

（5）NiSO4•6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，因此确定步骤①中Na2CO3溶液足量，碳酸镍己完全沉淀的简单方法是观察上层清液是否呈无色，也可以静置后向上层液中再加入Na2CO3溶液后看是否有沉淀生成，故答案为：上层清液呈无色(或静置后向上层液中再加入Na2CO3溶液后没有沉淀生成)；

根据制备晶体的一般步骤，制得的沉淀，需经过过滤，洗涤，得到纯净的NiCO3沉淀，再用硫酸溶解后蒸发结晶得到NiSO4•6H2O晶体，故答案为：②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；③向沉淀中加6mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解。

考点：考查了物质制备的工艺流程、物质的分离和提纯的相关知识。