Question

【題目】NiSO4易溶于水，其水溶液呈酸性，有毒。主要用于電鍍工業，也是金屬鎳離子的來源。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）NiSO4水溶液呈酸性原因是_________________________；

（2）向濾液Ⅱ中加入H2O2的離子方程式：_________________________；

（3）調濾液ⅡpH的目的是除去Fe3+，原理是Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，已知25℃時Ksp[Fe（OH）3]=2.8×10﹣39，則該溫度下上述反應的平衡常數K=______，設計實驗證明Fe3+已除凈_________________；

（4）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______；

（5）從d(NiSO4溶液)經______、______、______洗滌、干燥等操作可得到NiSO4·6H2O晶體；

（6）為了提高產率，分離得到NiSO4·6H2O后剩余液體要循環使用，則應該回流到流程中的______位置（填a、b、c、d）。

Answer 1

【答案】 Ni2+在水溶液中水解顯酸性 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3.6×10-4 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 增大NiSO4的濃度（或富集NiSO4） 蒸發濃縮 冷卻結晶 過濾 d

【解析】廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe等元素），在硫酸溶解后過濾，除去不溶性物質，濾液Ⅰ含有二價鐵離子、鎳離子、鋅離子等雜質，加入硫化亞鐵可除去銅離子、鋅離子，然后加H2O2是將二價鐵氧化成三價鐵，調節溶液pH使三價鐵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鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應生成NiSO4晶體，則

（1）Ni2+在水溶液中水解，因此硫酸鎳溶液顯酸性；（2）對濾液Ⅱ加H2O2的目的是將Fe2+氧化Fe3+，加入H2O2的離子方程式為：22Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（3）調濾液ⅡpH的目的是除去Fe3+，Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，依據水解平衡常數Kh=c3(H+)c[Fe(OH)3]/c(Fe3+)= c3(H+)c[Fe(OH)3]×c3(OH)/c(Fe3+)×c3(OH)=(Kw)3/Ksp=(1014)3/2.8×1039≈3.6×10-4；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；（4）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，因此這兩步操作的目的是增大NiSO4的濃度（或富集NiSO4）；（5）得到的NiSO4溶液經過蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作；（6）為了提高產率，過濾后得到的母液要循環使用，應該回流到流程中d中循環使用。