Question

20．NiSO₄•6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如下：

（1）①为提高废渣浸出率，下列措施可行的有AC．
A．升高反应温度       B．增大压强        C．在反应过程中不断搅拌
②向滤液Ⅰ中加入FeS是为了生成更难溶于水的硫化物沉淀而除去Cu²⁺、Zn²⁺等杂质，则除去Cu²⁺的离子方程式为：FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺．
（2）对滤液Ⅱ的操作，回答下列问题：
①往滤液Ⅱ中加H₂O₂时，温度不能过高，其原因是：温度过高，过氧化氢不稳定受热易分解．
②调滤液ⅡpH的目的是除去Fe³⁺，加入试剂为NiO或Ni（OH）₂或NiCO₃．
（3）滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃过滤后得到NiCO₃固体，检验Ni²⁺已完全沉淀的实验方法是静置后向上层清液中再加入Na₂CO₃溶液，没有浅绿色沉淀生成．
（4）得到的NiSO₄溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作可得到NiSO₄•6H₂O晶体．

Answer 1

分析 由实验流程及物质的性质可知，酸浸后离子主要有Ni²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺，加入硫化亚铁目的是将铜离子转化成更难溶的硫化铜，加入过氧化氢目的是氧化二价铁，但温度过高过氧化氢会分解，根据已有知识加入氧化镍，氢氧化镍碳酸镍将三价铁转化成氢氧化铁除去．
（1）①升高温度、搅拌均可加快反应速率，而溶液中的反应，增大压强，反应速率无影响；
②FeS与Cu²⁺发生沉淀的转化反应；
（2）①温度高时过氧化氢分解；
②调节pH使铁离子转化为沉淀，且不能引入新杂质；
（3）取上层清夜，继续加碳酸钠观察是否上层浅绿色沉淀；
（4）得到NiSO₄•6H₂O晶体，晶体含结晶水，需要蒸发浓缩、冷却结晶．

解答 解：由实验流程及物质的性质可知，酸浸后离子主要有Ni²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺，加入硫化亚铁目的是将铜离子转化成更难溶的硫化铜，加入过氧化氢目的是氧化二价铁，但温度过高过氧化氢会分解，根据已有知识加入氧化镍，氢氧化镍碳酸镍将三价铁转化成氢氧化铁除去．
（1）①升高温度、搅拌均可加快反应速率，而溶液中的反应，增大压强，反应速率无影响，则AC符合，故答案为：AC；
②FeS与Cu²⁺发生沉淀的转化反应，离子反应为FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺，故答案为：FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺；
（2）对滤液Ⅱ的操作，①往滤液Ⅱ中加H₂O₂时，温度不能过高，其原因是温度过高，过氧化氢不稳定受热易分解，故答案为：温度过高，过氧化氢不稳定受热易分解；
②调滤液ⅡpH的目的是除去Fe³⁺，加入试剂为NiO或Ni（OH）₂或NiCO₃，故答案为：除去Fe³⁺；NiO或Ni（OH）₂或NiCO₃；
（3）滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃过滤后得到NiCO₃固体，检验Ni²⁺已完全沉淀的实验方法是静置后向上层清液中再加入Na₂CO₃溶液，没有浅绿色沉淀生成，故答案为：静置后向上层清液中再加入Na₂CO₃溶液，没有浅绿色沉淀生成；
（4）得到的NiSO₄溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作可得到NiSO₄•6H₂O晶体，故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶．

点评 本题考查混合物分离提纯的综合应用，为高频考点，涉及物质的制备、盐类的水解、物质提纯及沉淀的转化相关知识，把握物质的性质及实验流程为解答本题的关键，侧重分析与实验能力的考查，注重学生的阅读、分析、提取信息解决问题的能力培养，题目难度不大．