Question

【题目】NiSO4·xH2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如图：

(1)在待镀件上镀镍时，待镀件应作____极，电镀过程中电解质溶液浓度___ （填“增大”、“减小”、“不变”）

(2)向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质，则除去Cu2+的离子方程式为_____________．当Zn2+恰好沉淀完全时，在CuS、ZnS共存的混合液中c（Zn2+）=10﹣5mol/L，则c（Cu2+）=______mol/L（已知Ksp（CuS）=1.3×10﹣36，Ksp（ZnS）=1.6×10﹣24）．

(3)对滤液Ⅱ中先加H2O2再调pH，调pH的目的是______________________________________________________________________．

(4)为测定NiSO4·xH2O晶体x的值，称取26.3g晶体加热至充全失去结晶水，剩余固体15.5g，则x的值等于__________________．

Answer 1

【答案】阴 不变 FeS（s）+Cu2＋（aq）=Fe2＋（aq）+CuS（s） 8.1×10-18 mol·L－1 调节pH有利于Fe3＋水解生成氢氧化铁沉淀而除去 6

【解析】

电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素），加入稀硫酸过滤得到含有镍离子、铜离子、锌离子、亚铁离子的滤液，后在滤液中加入FeS，生成CuS、ZnS，可除去Cu2＋、Zn2＋等杂质，对滤液Ⅱ先加W，应为过氧化氢，可氧化Fe2＋生成Fe3＋，有利于水解生成氢氧化铁沉淀而除去，过滤后在滤液中加入碳酸钠，可生成NiCO3，过滤后加入硫酸可生成NiSO4，经蒸发、浓缩、冷却结晶可得到硫酸镍晶体。

（1）在待镀件上镀镍，待镀件作阴极，镀层金属镍做阳极，电解质溶液用镍离子的盐溶液，阴极析出的镍与阳极溶解的镍等量，故电解质溶液的浓度不变；

（2）向滤液Ⅰ中加入FeS主要目的是除去Cu、Zn等杂质，说明CuS的溶解度更小，反应的离子方程式为FeS（s）+Cu2＋（aq）=Fe2＋（aq）+CuS（s），

已知Ksp（CuS）=1.3×10-36，Ksp（ZnS）=1.6×10-24，当Zn2＋恰好沉淀完全时，在CuS、ZnS共存的混合液中c（Zn2＋）=10-5mol·L－1，则溶液中的c（S2－）==

mol·L－1=1.6×10-19mol·L－1，则c（Cu2＋）== mol·L－1≈8.1×10-18 mol·L－1；

（3）对滤液Ⅱ先加过氧化氢，可氧化Fe2＋生成Fe3＋，调节pH有利于水解生成氢氧化铁沉淀而除去；

（4）26.3g晶体加热至完全失去结晶水，剩余固体15.5g，失去水的质量=26.3g-15.5g=10.8g，NiSO4的质量为15.5g，计算物质的量得到1：x= ，解得x=6。