Question

【題目】NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，可由電鍍廢渣(除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素)為原料獲得。操作步驟如下：

（1）向濾液Ⅰ中加入FeS固體是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等雜質，則除去Cu2+的離子方程式為_________________________。

（2）根據對濾液Ⅱ的操作作答：

①往濾液Ⅱ中加入H2O2發生反應的離子方程式為___________________。

②調濾液ⅡpH的目的是_____________。

③檢驗Fe3+是否除盡的操作和現象是_________________________________。

（3）濾液Ⅲ溶質的主要成分是NiSO4，加Na2CO3過濾后得到NiCO3固體，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這兩步操作的目的是______________________。

（4）得到的NiSO4溶液經蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾等一系列操作可得到NiSO4·6H2O晶體。

①在進行蒸發濃縮操作時，加熱到_________(描述實驗現象)時，則停止加熱。

②為了提高產率，過濾后得到的母液要循環使用，則應該回流到流程中的___(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。

③如果得到產品的純度不夠，則應該進行_________操作。（填序號）

A．蒸餾 B．分液 C．重結晶 D．過濾

Answer 1

【答案】 FeS+Cu2+CuS+Fe2+ 2Fe2++H2O2+2H+2Fe3++2H2O 除去Fe3+ 用試管取少量濾液Ⅲ，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則Fe3+已除凈 增大NiSO4的濃度，利于蒸發結晶(或富集NiSO4) 溶液表面形成晶體薄膜(或者有少量晶體析出) d C

【解析】廢渣（除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素），用硫酸溶解后過濾，濾液Ⅰ含有Fe2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+等雜質，加入FeS可除去Cu2+、Zn2+。加H2O2是將Fe2+氧化成Fe3+，調節溶液PH使Fe3+沉淀而除去。濾液Ⅲ含有Na2SO4、NiSO4，加Na2CO3沉淀Ni2+，過濾、洗滌，然后加入硫酸溶解，得到NiSO4溶液，再進行蒸發濃縮冷卻結晶，析出NiSO4晶體。

FeS除去Cu2+的反應是沉淀的轉化，使FeS轉化為溶解度更小的CuS，故答案為：FeS+Cu2+=CuS+Fe2+；

①濾液Ⅱ中Fe2+有強還原性，加H2O2可將Fe2+氧化Fe3+，離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

②調濾液ⅡpH的目的是促進Fe3+水解,生成Fe(OH)3，而達到除去Fe3+的目的。

故答案為：除去Fe3+；

③檢驗Fe3+是否除盡的操作和現象是用試管取少量濾液Ⅲ，滴加幾滴KSCN溶液，若無顏色變化，則Fe3+已除凈；

NiSO4與Na2CO3反應生成NiCO3沉淀，而后過濾，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這樣可提高NiSO4的濃度，有利于蒸發結晶；

故答案為：增大NiSO4的濃度，利于蒸發結晶（或富集NiSO4）；

（4）①為得到NiSO4晶體，應將NiSO4溶液蒸發濃縮至溶液表面形成晶體薄膜(或者有少量晶體析出時，再停止加熱，冷卻結晶使其析出；

故答案為：溶液表面形成晶體薄膜(或者有少量晶體析出) ；

②為了提高產率，過濾后得到的母液中主要含有NiSO4，應該回流到流程中d中循環使用故答案為：d；

③產品的純度不夠需要重新溶解、濃縮、結晶析出得到較純凈的晶體，實驗操作為重結晶；

故答案為：重結晶。