Question

NiSO₄?6H₂O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于化學鍍鎳、生產電池等，可由電鍍廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質）為原料獲得．操作步驟如下：
①用稀硫酸溶液溶解廢渣，保持pH約1.5，攪拌30min，過濾．
②向濾液中滴入適量的Na₂S，除去Cu²⁺、Zn²⁺，過濾．
③保持濾液在40℃左右，用6%的H₂O₂氧化Fe²⁺，再在95℃加入NaOH調節pH，除去鐵和鉻．
④在③的濾液中加入足量Na₂CO₃溶液，攪拌，得NiCO₃沉淀．
⑤

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

．
⑥

向沉淀中加6mol/L的H₂SO₄溶液，直至恰好完全溶解

．
⑦蒸發、冷卻結晶并從溶液中分離出晶體．
⑧用少量乙醇洗滌并涼干．
（1）步驟②除可觀察到黑色沉淀外，還可嗅到臭雞蛋氣味，用離子方程式說明氣體的產生：

S^2-+2H⁺═H₂S↑

．
（2）步驟③中，加6%的H₂O₂時，溫度不能過高，其原因是

減少過氧化氫的分解

．
（3）除鐵方法有兩種，一是用H₂O₂作氧化劑，控制pH在2～4范圍內生成氫氧化鐵沉淀；另一種方法常用NaClO₃作氧化劑，在較小的pH條件下水解，最終生成一種淺黃色的黃鐵礬鈉[Na₂Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂]沉淀除去．右圖是溫度-pH與生成的沉淀關系圖，圖中陰影部分是黃鐵礬穩定存在的區域（已知25℃時，Fe（OH）₃的Ksp=2.64×10^-39）．
下列說法正確的是

cd

（選填序號）．
a．FeOOH中鐵為+2價
b．若在25℃時，用H₂O₂氧化Fe²⁺，再在pH=4時除去鐵，此時溶液中c（Fe³⁺）=2.64×10^-29
c．用氯酸鈉在酸性條件下氧化Fe²⁺離子方程式為6Fe²⁺+Cl

O

- 3

+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O
d．工業生產中溫度常保持在85℃～95℃生成黃鐵礬鋼，此時水體的pH約為1.2～1.8
（4）確定步驟④中Na₂CO₃溶液足量，碳酸鎳已完全沉淀的簡單方法是

上層清液呈無色

．
（5）補充上述步驟⑤和⑥（可提供的試劑有6mol/L的H₂SO₄溶液、蒸餾水、pH試紙）．

Answer 1

分析：（1）生成臭雞蛋氣味氣體，應為H₂S；
（2）溫度較高時，H₂O₂分解；
（3）a．FeOOH中鐵為+3價；
b．根據pH=4結合溶度積計算；
c．ClO₃^-在酸性條件下具有強氧化性，與Fe²⁺發生氧化還原反應；
d．由圖象判斷生成黃鐵礬鋼所需要的合適溫度和pH．
（4）根據Ni²⁺水溶液有顏色判斷；
（5）根據④得到NiCO₃沉淀之后應與硫酸反應生成NiSO₄判斷實驗步驟．

解答：解：（1）滴入適量的Na₂S，生成臭雞蛋氣味氣體，應為H₂S，反應的離子方程式為S^2-+2H⁺═H₂S↑，
故答案為：S^2-+2H⁺═H₂S↑；
（2）溫度較高時，H₂O₂分解，加6%的H₂O₂時，溫度不能過高，故答案為：減少過氧化氫的分解；
（3）a．FeOOH中鐵為+3價，故a錯誤；
b．pH=4，C（OH^-）=1×10^-10mol/L，已知25℃時，Fe（OH）₃的Ksp=2.64×10^-39，則c（Fe³⁺）=2.64×10^-9，故b錯誤；
c．ClO₃^-在酸性條件下具有強氧化性，與Fe²⁺發生氧化還原反應，
反應的離子方程式為6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，故c正確；
d．由圖象可知，生成黃鐵礬鋼所需要的合適溫度為85℃～95℃，pH約為1.2～1.8，故d正確，故答案為：cd；
（4）Ni²⁺水溶液有顏色，可通過判斷上清液是否無色判斷是否洗滌干凈，故答案為：上層清液呈無色；
（5）④得到NiCO₃沉淀之后應，應先過濾、洗滌，然后與硫酸反應生成NiSO₄，所以操作步驟為：
⑤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；
⑥向沉淀中加6 mol/L的H₂SO₄溶液，直至恰好完全溶解．
故答案為：⑤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；
⑥向沉淀中加6 mol/L的H₂SO₄溶液，直至恰好完全溶解．

點評：本題考查物質的制備、分離、檢驗等實驗操作，題目難度較大，注意把握化學實驗的操作方法、注意事項，解答中善于從題目中獲取信息，明確實驗的目的和原理是解答該題的關鍵．