Question

【題目】NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學(xué)鍍鎳、生產(chǎn)電池等�？捎呻婂儚U渣(除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì))為原料獲得。工藝流程如下圖：

請(qǐng)回答下列問題：

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

(2)向?yàn)V液中滴入適量的Na2S溶液，目的是除去Cu2+、Zn2+，寫出除去Cu2+的離子方程式：____________________________________________。

(3)在40℃左右，用6%的H2O2氧化Fe2+，再在95℃時(shí)加入NaOH調(diào)節(jié)pH，除去鐵和鉻。此外，還常用NaClO3作氧化劑，在較小的pH條件下水解，最終生成一種淺黃色的黃鐵礬鈉[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。如圖是溫度—pH與生成的沉淀關(guān)系圖，圖中陰影部分是黃鐵礬穩(wěn)定存在的區(qū)域[已知25℃時(shí)，Fe(OH)3的Ksp=2.64×10－39]。

下列說法正確的是(選填序號(hào))_______。

a. FeOOH中鐵為+2價(jià)

b.若在25℃時(shí)，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4時(shí)除去鐵，此時(shí)溶液中c(Fe3+)=2.6×10－29mol·L－1

c.用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe2+的離子方程式為6Fe2++C1O3－+6H+=6Fe3++C1－+3H2O

d.工業(yè)生產(chǎn)中常保持在85~95℃生成黃鐵釩鈉，此時(shí)水體的pH約為3

(4)上述流程中濾液I的主要成分是___________。

(5)操作I的實(shí)驗(yàn)步驟依次為(實(shí)驗(yàn)中可選用的試劑：6mol·L－1的H2SO4溶液、蒸餾水、pH試紙)：

①___________；②___________；③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO4·6H2O晶體：④用少量乙醇洗滌NiSO4·6H2O晶體并晾干。

Answer 1

【答案】加熱或攪拌或增大硫酸濃度等 Cu2＋＋S2－===CuS↓ c NiSO4 過濾，并用蒸餾水洗凈沉淀 向沉淀中加6 mol·L－1的H2SO4溶液，直至恰好完全

【解析】

根據(jù)流程圖逐步分析反應(yīng)過程及原理；根據(jù)物質(zhì)的制備和提純實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟、注意事項(xiàng)分析解答。

(1) 能提高廢渣浸出率即提高反應(yīng)速率，所以升高反應(yīng)溫度，在反應(yīng)過程中不斷攪拌，增大反應(yīng)物濃度都可以提高反應(yīng)速率；

故答案為：加熱或攪拌或增大硫酸濃度等；

(2)S2-可以與Cu2+，Zn2+反應(yīng)生成難溶性的Cu2S和ZnS，從而達(dá)到除去Cu2+和Zn2+的目的；

故答案為：Cu2＋＋S2－===CuS↓；

(3) a．FeOOH中O元素顯-2價(jià)，H顯+1價(jià)，所以鐵為+3價(jià)，故a錯(cuò)誤；
b．pH=4時(shí)，c（OH-）=1×10-10mol/L，已知25℃時(shí)，F(xiàn)e（OH）3的Ksp=c(Fe3+)c3(OH-)=2.64×10-39，則c（Fe3+）=2.64×10-9mol/L，故b錯(cuò)誤；
c．ClO3-在酸性條件下具有強(qiáng)氧化性，與Fe2+發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，故c正確；
d．由圖象可知，生成黃鐵礬鋼所需要的合適溫度為85℃～95℃，pH約為1.2～1.8，故d錯(cuò)誤；

故答案為：c。

(4) 從流程圖可知，濾液I中加入硫酸后，生成了NiSO4，所以濾液I的主要成分是NiSO4；

故答案為：NiSO4；

(5) 濾液III主要是NiSO4，加入碳酸鈉溶液后，得到NiCO3沉淀，應(yīng)先過濾、蒸餾水洗滌，然后與硫酸反應(yīng)生成NiSO4，最后進(jìn)行蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶；

故答案為：過濾，并用蒸餾水洗凈沉淀；向沉淀中加6 mol·L－1的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解。