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、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[Na2Fe6(SO4)4(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Ksp=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+)=2.6×10－29mol·L－1

c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+的离子方程式为6Fe2++C1O3－+6H+=6Fe3++C1－+3H2O

d.工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁钒钠，此时水体的pH约为3

(4)上述流程中滤液I的主要成分是___________。

(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 1

【答案】加热或搅拌或增大硫酸浓度等 Cu2＋＋S2－===CuS↓ c NiSO4 过滤，并用蒸馏水洗净沉淀 向沉淀中加6 mol·L－1的H2SO4溶液，直至恰好完全

【解析】

根据流程图逐步分析反应过程及原理；根据物质的制备和提纯实验原理及操作步骤、注意事项分析解答。

(1) 能提高废渣浸出率即提高反应速率，所以升高反应温度，在反应过程中不断搅拌，增大反应物浓度都可以提高反应速率；

故答案为：加热或搅拌或增大硫酸浓度等；

(2)S2-可以与Cu2+，Zn2+反应生成难溶性的Cu2S和ZnS，从而达到除去Cu2+和Zn2+的目的；

故答案为：Cu2＋＋S2－===CuS↓；

(3) a．FeOOH中O元素显-2价，H显+1价，所以铁为+3价，故a错误；
b．pH=4时，c（OH-）=1×10-10mol/L，已知25℃时，Fe（OH）3的Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)=2.64×10-39，则c（Fe3+）=2.64×10-9mol/L，故b错误；
c．ClO3-在酸性条件下具有强氧化性，与Fe2+发生氧化还原反应，反应的离子方程式为6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，故c正确；
d．由图象可知，生成黄铁矾钢所需要的合适温度为85℃～95℃，pH约为1.2～1.8，故d错误；

故答案为：c。

(4) 从流程图可知，滤液I中加入硫酸后，生成了NiSO4，所以滤液I的主要成分是NiSO4；

故答案为：NiSO4；

(5) 滤液III主要是NiSO4，加入碳酸钠溶液后，得到NiCO3沉淀，应先过滤、蒸馏水洗涤，然后与硫酸反应生成NiSO4，最后进行蒸发浓缩、冷却结晶；

故答案为：过滤，并用蒸馏水洗净沉淀；向沉淀中加6 mol·L－1的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解。