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、Zn、Fe等雜質(zhì))為原料獲得。有關(guān)工藝流程如圖：

（相關(guān)資料）①Ni能與稀硫酸反應(yīng)生成NiSO4和H2

②ZnSO4＋Na2S=ZnS↓＋Na2SO4

③H2O2溶液能將FeSO4氧化成Fe2(SO4)3

④NiCO3是一種不溶于水、易溶于強(qiáng)酸的淺綠色沉淀。

（問題解答）

（1）向廢渣中加入足量稀硫酸的目的是_____。

（2）在濾液Ⅱ中加入H2O2溶液時，溫度不能太高的原因是_____。

（3）除鐵時還能加入適量的Na2CO3溶液調(diào)節(jié)酸度，反應(yīng)生成Na2SO4、CO2氣體和一種淺黃色的黃鐵礬鈉沉淀[化學(xué)式為：Na2Fe6(SO4)4(OH)12]，這樣可以將Fe3+除去。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。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鈉穩(wěn)定存在的區(qū)域。下列說法正確的是_____(填序號)。

A　FeOOH中鐵元素為+2價

B　Fe2O3固體為紅色

C　若在25℃時，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4時除去鐵，此時溶液中出現(xiàn)的沉淀是FeOOH和Fe(OH)3

D　工業(yè)生產(chǎn)中常保持在85～95℃生成黃鐵礬鈉，此時水體的pH為1.5左右

（4）從“沉淀A”制得NiSO46H2O晶體的實驗步驟依次為：向沉淀中加入_____溶液，直至恰好完全溶解，轉(zhuǎn)化為NiSO4溶液；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO46H2O晶體，用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。

Answer 1

【答案】使廢渣完全反應(yīng) 溫度過高H2O2會分解，降低原料利用率 6H2O+6Na2CO3+3Fe2(SO4)3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑ BD 稀硫酸

【解析】

（1）根據(jù)流程圖可知，流程中存在向廢渣中加入足量稀硫酸的目的是使廢渣完全反應(yīng)；

（2）溫度過高H2O2會分解，降低原料利用率。在濾液Ⅱ中加入H2O2溶液時，溫度不能太高；

（3）根據(jù)“除鐵時還能加入適量的Na2CO3溶液調(diào)節(jié)酸度，反應(yīng)生成Na2SO4、CO2氣體和一種淺黃色的黃鐵礬鈉沉淀[化學(xué)式為：Na2Fe6(SO4)4(OH)12]，這樣可以將Fe3+除去”可知，該反應(yīng)的反應(yīng)物是H2O、Na2CO3、Fe2(SO4)3，生成物是Na2Fe6(SO4)4(OH)12、Na2SO4、CO2，化學(xué)方程式為：6H2O+6Na2CO3+3Fe2(SO4)3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；

A　FeOOH中，氧元素的化合價為-2價，氫元素為+1價，設(shè)：FeOOH中鐵元素化合為x；根據(jù)化合物中各元素的化合價的代數(shù)和為零，則有：x+(-2)+(-2)+(+1)=0，x=+3，故A錯誤；

B　Fe2O3固體為紅色，故B正確；

C　根據(jù)溫度—pH與生成的沉淀關(guān)系圖可知，當(dāng)溫度低于40℃，pH=4時，沉淀主要是Fe(OH)3，當(dāng)溫度高于40℃，低于100℃左右，pH<4時，沉淀主要是FeOOH。若在25℃時，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4時除去鐵，此時溶液中出現(xiàn)的沉淀是Fe(OH)3，故C錯誤；

D　根據(jù)溫度—pH與生成的沉淀關(guān)系圖，圖中陰影部分是黃鐵礬鈉穩(wěn)定存在的區(qū)域可知，工業(yè)生產(chǎn)中常保持在85～95℃生成黃鐵礬鈉，此時水體的pH為1.5左右，故D正確，故選BD。

（4）根據(jù)“NiCO3是一種不溶于水、易溶于強(qiáng)酸的淺綠色沉淀”可知，從“沉淀A”制得NiSO46H2O晶體的實驗步驟依次為：向沉淀中加入稀硫酸溶液，直至恰好完全溶解，轉(zhuǎn)化為NiSO4溶液；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，過濾得NiSO46H2O晶體，用少量乙醇洗滌NiSO46H2O晶體并晾干。