Question

NiSO₄?6H₂O是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Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì)）為原料獲得．操作步驟如下：

（1）加入Na₂S是除去銅、鋅等雜質(zhì)，請寫出除去Cu²⁺的離子方程式

 

．
（2）加6%的H₂O₂時(shí)，溫度不能過高，也不宜過低，其目的是：

 

．
（3）除鐵方法：先用H₂O₂充分氧化后，再加NaOH控制pH值3～4范圍內(nèi)生成氫氧化鐵沉淀．在上述方法中，可用NaClO₃代替H₂O₂，請寫出用氯酸鈉氧化Fe²⁺的離子方程式為：

 

．
（4）上述流程中濾液Ⅲ的主要成分是：

 

．
（5）操作Ⅰ包括以下過程：過濾，用

 

（填試劑名稱）溶解，

 

，洗滌獲得產(chǎn)品．

Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：

分析：廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物雜質(zhì)），在硫酸溶解調(diào)節(jié)pH后過濾后除去不溶性物質(zhì)，濾液含有二價(jià)鐵離子、三價(jià)鉻離子、銅離子、鋅離子等雜質(zhì)，加入硫化鈉可除去銅離子、鋅離子，然后加H₂O₂是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，加NaOH使三價(jià)鐵和三價(jià)鉻都以氫氧化物的沉淀而除去，濾液Ⅲ含有可溶性硫酸鹽，為Na₂SO₄、NiSO₄，再加碳酸鈉沉淀二價(jià)鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應(yīng)生成NiSO₄晶體；
（1）加Na₂S，易生成CuS沉淀；
（2）溫度較高時(shí)，H₂O₂分解；
（3）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)；
（4）經(jīng)過加入Na₂S、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；
（5）濾液Ⅲ加碳酸鈉沉淀二價(jià)鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應(yīng)生成NiSO₄晶體．

解答： 解：廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物雜質(zhì)），在硫酸溶解調(diào)節(jié)pH后過濾后除去不溶性物質(zhì)，濾液含有二價(jià)鐵離子、三價(jià)鉻離子、銅離子、鋅離子等雜質(zhì)，加入硫化鈉可除去銅離子、鋅離子，然后加H₂O₂是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，加NaOH使三價(jià)鐵和三價(jià)鉻都以氫氧化物的沉淀而除去，濾液Ⅲ含有可溶性硫酸鹽，為Na₂SO₄、NiSO₄，再加碳酸鈉沉淀二價(jià)鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應(yīng)生成NiSO₄晶體；
（1）加Na₂S，易生成CuS沉淀，反應(yīng)的離子方程式為S^2-+Cu²⁺=CuS↓，故答案為：S^2-+Cu²⁺=CuS↓；
（2）溫度較高時(shí)，H₂O₂分解，加6%的H₂O₂時(shí)，溫度不能過高，也不宜過低，溫度過低反應(yīng)速率較小，故答案為：減少過氧化氫的分解，保證有一定的反應(yīng)速率；
（3）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，
故答案為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（4）經(jīng)過加入a₂S、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，故答案為：Na₂SO₄、NiSO₄；
（5）濾液Ⅲ加碳酸鈉沉淀二價(jià)鎳，過濾、洗滌，得到碳酸鎳沉淀，然后與硫酸反應(yīng)生成NiSO₄晶體，把所得溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，洗滌獲得產(chǎn)品，
故答案為：H₂SO₄；蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾．

點(diǎn)評：本題考查物質(zhì)的分離提純的實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾�，題目難度較大，明確實(shí)驗(yàn)的目的和原理是解答該題的關(guān)鍵，注意把握基本實(shí)驗(yàn)操作．