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

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(qiáng)
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）操作Ⅰ的實驗步驟依次為：
①；
②向沉淀中滴加稀H2SO4 ， 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。

Answer 1

【答案】
（1）A,C
（2）2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O；加快氧化的速率，同時防止H2O2的分解；5.6≤pH＜8.4；（2分）Fe3+、Cr3+
（3）Na2SO4、NiSO4
（4）過濾，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次。
【解析】廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Fe、Cr等雜質(zhì)），在硫酸溶解過濾后除去不溶于硫酸的銅，所以濾液含有Fe2+、Fe3+、Cr3+雜質(zhì)，加H2O2是將Fe2+氧化成Fe3+ ， 再通過調(diào)節(jié)pH值5.6～ 8.4使Fe3+、Cr3+都以氫氧化物的沉淀而除去。濾液Ⅱ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。
(1)能提高廢渣浸出率即提高反應(yīng)速率，A．升高反應(yīng)溫度 可以加快反應(yīng)速率，故可以提高廢渣浸出率，正確；B．該反應(yīng)體系中無氣體參加，因此增大壓強(qiáng)對化學(xué)反應(yīng)速率無影響，錯誤；C．在反應(yīng)過程中不斷攪拌，可以使硫酸與礦渣充分接觸，故可以提高反應(yīng)速率，正確；故正確選項是A、C；
(2)因為廢渣(除含鎳外，還含有Cu、Fe、Cr等雜質(zhì))，在硫酸溶解過濾后含有Fe2+、Fe3+、Cr3+雜質(zhì)，加H2O2是將Fe2+氧化成Fe3+ ， 再通過調(diào)節(jié)pH值5.6～8.4使Fe3+、Cr3+都以氫氧化物的沉淀而除去。反應(yīng)的離子方程式是：2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O；根據(jù)離子形成沉淀的pH極離子沉淀完全的pH大小關(guān)系可知加入NaOH調(diào)節(jié)pH的范圍是 [5.6，8.4]；這時可以除去溶液中的Fe3+、Cr3+；
(3)經(jīng)過加入H2O2、NaOH后可除去Fe、Cr等雜質(zhì)，濾液中含有可溶性硫酸鹽為Na2SO4、NiSO4；
(4)得到NiCO3沉淀之后，應(yīng)先過濾、洗滌，然后與硫酸反應(yīng)生成NiSO4 ， 所以操作步驟為：①過濾，并用蒸餾水洗滌沉淀2～3次直至流出液用pH試紙檢驗呈中性；②向沉淀中加稀H2SO4溶液，直至恰好完全溶解。