Question

【题目】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等杂质)为原料获得。有关工艺流程如下：

注：（1）NiCO3是一种不溶于水、易溶于强酸的浅绿色沉淀。

（2）25℃，Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39；溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1，可视为沉淀完全。

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）在滤液Ⅱ中加入H2O2时，温度不能太高的原因是______________________。

（3）滤液Ⅲ中溶质的主要成分是__________________ ，检验滤液Ⅲ中是否还有铁元素的方法是_______________________。

（4）除铁时还常用NaClO3作氧化剂，在较小的pH条件下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。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+)=2.64×10-27mol·L-1

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为1.5左右

（5）从“沉淀A”制得NiSO4·6H2O晶体的实验步骤依次为：_________________，用少量乙醇洗涤NiSO4·6H2O晶体并晾干。(实验中须使用的试剂有：6mol·L-1的H2SO4溶液，蒸馏水)

Answer 1

【答案】加热、搅拌、增大硫酸浓度等 防止H2O2受热分解 Na2SO4 、NiSO4 取滤液Ⅲ少许于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则已除尽 cd 用蒸馏水洗涤沉淀2～3次(1分)；向沉淀中加6mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；蒸发浓缩至有晶膜出现，停止加热，冷却结晶， 过滤得NiSO4·6H2O晶体

【解析】

（1）用稀硫酸溶解废渣时，为了提高废渣浸出率就可以采取加快化学反应速率的方法，如采取升高反应温度，增大硫酸浓度，或在反应过程中不断搅拌，或矿石粉碎等方法提高废渣浸出率 。故本题答案：加热、搅拌、增大硫酸浓度等。

（2）在滤液Ⅱ中加入H2O2 时，温度不能太高的原因是H2O2受热分解成水和氧气，失去了氧化性，所以温度不能太高。目的是防止H2O2受热分解。

（3）废渣(除含镍外,还含有Cu、Fe、Zn等杂质),在硫酸溶解过滤后除去不溶于硫酸的铜,所以滤液含有二价铁离子、三价铁离子、锌离子杂质,加是将二价铁氧化成三价铁,再通过调节PH值使三价铁和Z锌都以氢氧化物的沉淀而除去,滤液Ⅱ含有可溶性硫酸盐,为、,再加碳酸钠沉淀二价镍,过滤、洗涤,然后与硫酸反应生成在经过过滤得滤液Ⅲ，所以滤液Ⅲ中溶质的主要成分是 Na2SO4 、NiSO4

检验滤液Ⅲ存在铁元素的是检验Fe3+，其方法是：取滤液Ⅲ少许于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则已除尽。此题答案：取滤液Ⅲ少许于试管中，滴加KSCN溶液，若不出现血红色，则已除尽。

(4)FeOOH中铁是+3价,a错误。pH=4,c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,c(Fe3+)==2.64×10-29 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。本题答案：c d。

(5)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。从“沉淀A”制得NiSO4·6H2O晶体的实验步骤依次为： 用蒸馏水洗涤沉淀2～3次；向沉淀中加6mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；蒸发浓缩至有晶膜出现，停止加热，冷却结晶， 过滤得NiSO4·6H2O晶体。