Question

【題目】NiSO46H2O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，可由電鍍廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Fe、Cr等雜質(zhì)）為原料獲得。工藝流程如下圖：

已知：25℃時，幾種金屬氫氧化物的溶度積常數(shù)和完全沉淀的pH范圍如下表所示。

	Fe(OH）2	Fe(OH）3	Cr(OH）3	Ni(OH）2
Ksp	8.0×10—16	4.0×10—38	6.0×10—31	6.5×10—18
完全沉淀pH	≥9.6	≥3.2	≥5.6	≥8.4

注：NiCO3是一種不溶于水易溶于強酸的沉淀。

請回答下列問題：

（1）下列措施可行，且能提高廢渣浸出率的有 。

A．升高反應(yīng)溫度 B．增大壓強 C．在反應(yīng)過程中不斷攪拌

（2）在濾液Ⅰ中加入6%的H2O2，其作用是 （用離子方程式表示）；

加入NaOH調(diào)節(jié)pH的范圍是 ，為了除去溶液中的 離子。

（3）濾液Ⅱ的主要成分是 。

（4）檢驗Ni2+已完全沉淀的實驗方法是 。

（5）操作Ⅰ的實驗步驟依次為：

① ；

② ；

③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO46H2O晶體；

④用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。

Answer 1

【答案】（1）AC（2分） （2）2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O（2分）；5.6≤pH＜8.4；（1分）

Fe3+、Cr3+（2分） （3）Na2SO4、NiSO4（2分）

（4）靜置后向上層清液中再加入Na2CO3溶液后沒有沉淀生成（2分）

（5）①過濾，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次。（2分）

②向沉淀中滴加稀H2SO4，直至恰好完全溶解。（2分）

【解析】

試題分析：廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Fe、Cr等元素的化合物雜質(zhì)），在硫酸溶解調(diào)節(jié)pH后過濾后除去不溶于鐵離子，濾液含有二價鐵離子、三價鉻離子、銅離子等雜質(zhì)，加入H2O2是將二價鐵氧化成三價鐵，再通過調(diào)節(jié)pH值使三價鐵和三價鉻都以氫氧化物的沉淀而除去，濾液Ⅰ含有可溶性硫酸鹽，為Na2SO4、NiSO4，再加碳酸鈉沉淀二價鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應(yīng)生成NiSO4晶體。

（1）攪拌固體和液體的混合物，升高溫度、增大濃度等，可加快反應(yīng)速率，所以為了提高浸取率可采取的措施有加熱或攪拌或增大硫酸濃度等，答案選AC。

（2）根據(jù)以上分析可知加入雙氧水的目的是氧化亞鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知要沉淀鐵離子和鉻離子，需要調(diào)節(jié)溶液的pH為5.6≤pH＜8.4；

（3）經(jīng)過加入H2O2、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì)，濾液中含有可溶性硫酸鹽，為Na2SO4、NiSO4。

（4）由于是通過碳酸鈉沉淀鎳離子，所以證明鎳離子已經(jīng)完全沉淀的實驗操作是靜置后向上層清液中再加入Na2CO3溶液后沒有沉淀生成；

（5）向含有NiSO4溶液中加碳酸鈉，得到NiCO3沉淀，過濾、洗滌，向沉淀中加硫酸溶解，得到NiSO4溶液，再經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等操作得NiSO46H2O晶體，則從溶液中提取硫酸鎳的步驟為：①過濾，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次；②向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液，直至恰好完全溶解；③蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO46H2O晶體；④用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。