Question

【題目】NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學鍍鎳、生產電池等，可由電鍍廢渣(除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe等雜質)為原料獲得。有關工藝流程如下：

注：（1）NiCO3是一種不溶于水、易溶于強酸的淺綠色沉淀。

（2）25℃，Ksp[Fe(OH)3]=2.64×10-39；溶液中離子濃度小于10-5mol·L-1，可視為沉淀完全。

請回答下列問題：

（1）用稀硫酸溶解廢渣時，為了提高浸取率可采取的措施有_________________。(任寫一點)

（2）在濾液Ⅱ中加入H2O2時，溫度不能太高的原因是______________________。

（3）濾液Ⅲ中溶質的主要成分是__________________ ，檢驗濾液Ⅲ中是否還有鐵元素的方法是_______________________。

（4）除鐵時還常用NaClO3作氧化劑，在較小的pH條件下最終生成一種淺黃色的黃鐵礬鈉 [Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。下圖是溫度-pH與生成的沉淀關系圖，圖中陰影部分是黃鐵礬穩定存在的區域。下列說法正確的是__________________(選填序號)。

a.FeOOH中鐵為+2價

b.若在25℃時，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4時除去鐵，此時溶液中c(Fe3+)=2.64×10-27mol·L-1

c.用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe2+離子方程式為：6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O

d.工業生產中常保持在85～95℃生成黃鐵礬鈉，此時水體的pH為1.5左右

（5）從“沉淀A”制得NiSO4·6H2O晶體的實驗步驟依次為：_________________，用少量乙醇洗滌NiSO4·6H2O晶體并晾干。(實驗中須使用的試劑有：6mol·L-1的H2SO4溶液，蒸餾水)

Answer 1

【答案】加熱、攪拌、增大硫酸濃度等 防止H2O2受熱分解 Na2SO4 、NiSO4 取濾液Ⅲ少許于試管中，滴加KSCN溶液，若不出現血紅色，則已除盡 cd 用蒸餾水洗滌沉淀2～3次(1分)；向沉淀中加6mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；蒸發濃縮至有晶膜出現，停止加熱，冷卻結晶， 過濾得NiSO4·6H2O晶體

【解析】

（1）用稀硫酸溶解廢渣時，為了提高廢渣浸出率就可以采取加快化學反應速率的方法，如采取升高反應溫度，增大硫酸濃度，或在反應過程中不斷攪拌，或礦石粉碎等方法提高廢渣浸出率 。故本題答案：加熱、攪拌、增大硫酸濃度等。

（2）在濾液Ⅱ中加入H2O2 時，溫度不能太高的原因是H2O2受熱分解成水和氧氣，失去了氧化性，所以溫度不能太高。目的是防止H2O2受熱分解。

（3）廢渣(除含鎳外,還含有Cu、Fe、Zn等雜質),在硫酸溶解過濾后除去不溶于硫酸的銅,所以濾液含有二價鐵離子、三價鐵離子、鋅離子雜質,加是將二價鐵氧化成三價鐵,再通過調節PH值使三價鐵和Z鋅都以氫氧化物的沉淀而除去,濾液Ⅱ含有可溶性硫酸鹽,為、,再加碳酸鈉沉淀二價鎳,過濾、洗滌,然后與硫酸反應生成在經過過濾得濾液Ⅲ，所以濾液Ⅲ中溶質的主要成分是 Na2SO4 、NiSO4

檢驗濾液Ⅲ存在鐵元素的是檢驗Fe3+，其方法是：取濾液Ⅲ少許于試管中，滴加KSCN溶液，若不出現血紅色，則已除盡。此題答案：取濾液Ⅲ少許于試管中，滴加KSCN溶液，若不出現血紅色，則已除盡。

(4)FeOOH中鐵是+3價,a錯誤。pH=4,c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,c(Fe3+)==2.64×10-29 mol·L-1,b錯誤。c項符合電荷守恒、得失電子守恒等守恒關系,也符合反應的酸堿性,正確。觀察圖象可知d正確。本題答案：c d。

(5)將NiCO3沉淀轉化為NiSO4，要先通過過濾并用蒸餾水洗凈沉淀，再向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液,直至恰好完全溶解之后，蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。從“沉淀A”制得NiSO4·6H2O晶體的實驗步驟依次為： 用蒸餾水洗滌沉淀2～3次；向沉淀中加6mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；蒸發濃縮至有晶膜出現，停止加熱，冷卻結晶， 過濾得NiSO4·6H2O晶體。