Question

【題目】金屬鎳在電池和電鍍等工業上具有廣泛的用途，可鎳也具有很強的毒性，若不進行回收處理，將對環境造成很大的影響，以下是以電鍍廢渣為原料獲得NiSO46H2O的過程，已知，廢渣中除含金屬鎳外，主要含有：Cu、Zn、Fe、Mg等元素的化合物。

部分陽離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時溶液的pH見表．

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	CuS	ZnS	FeS	NiS	Al（OH）3	Mg（OH）2	Ni（OH）2
pH	3.2	9.7	≥-0.42	≥2.5	≥7	≥7.5	≥5	≥8	≥8.5

（1）往廢渣中加H2SO4酸浸，提高酸浸效率的方法有__（至少寫出2點）。

（2）加Na2S同時調溶液的pH為3，目的是除去銅、鋅等雜質，則往濾液Ⅱ中加入H2O2的反應的離子方程式為___。

（3）操作Ⅰ包括以下過程：__、__、過濾、洗滌、干燥．該洗滌過程不能用水洗滌，應該用__洗滌，目的是___。干燥有低溫干燥和高溫干燥，能否用高溫干燥___，理由是____。

（4）濾液Ⅲ中加入NaOH溶液的目的是調節溶液的pH為8以除去Al3+以及少量的Mg2+，若向含有Mg2+、Al3+的溶液中滴加NaOH溶液，常溫下當兩種沉淀共存且溶液的pH=8時，c（Mg2+）：c（Al3+）=__。{已知：25℃時，Ksp[Mg（OH）2]=5.0×10-14；Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33}。

Answer 1

【答案】攪拌、升溫、適當增加硫酸濃度、廢渣粉碎等 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 冷卻 結晶 酒精 既能洗滌沉淀表面殘余的溶液又有利晶體的干燥并減少NiSO4﹒6H2O晶體的損失 否 溫度過高會使NiSO4﹒6H2O晶體失去部分或全部結晶水 2.5×1013

【解析】

根據流程圖：廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Mg等元素的化合物雜質），在硫酸溶解后過濾，除去不溶于硫酸的雜質銅等，濾液含有二價鐵離子、銅離子、鋅離子、鎂離子等雜質，加入硫化鈉調節pH=3，根據表格信息可除去銅離子、鋅離子，然后加H2O2是將二價鐵氧化成三價鐵，再通過調節pH值3.5使三價鐵以氫氧化物的沉淀而除去，濾液Ⅲ加入NaOH溶液的目的是調節溶液的pH為8以除去Al3+以及少量的Mg2+，濾液Ⅳ含有可溶性硫酸鹽，為Na2SO4、NiSO4，經冷卻結晶、過濾、洗滌，干燥得NiSO4﹒6H2O。

（1）根據影響反應速率的因素，攪拌、升溫、適當增加硫酸濃度、廢渣粉碎等，都可加快反應速率，所以提高酸浸效率的方法有：攪拌、升溫、適當增加硫酸濃度、廢渣粉碎等；

（2）濾液Ⅱ中加入H2O2的目的是將二價鐵氧化成三價鐵，再通過調節pH值3.5使三價鐵以氫氧化物的沉淀而除去，反應的離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）從溶液中得到晶體，可經過溶解、蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌等操作，NiSO4﹒6H2O晶體易溶于水，洗滌過程不能用水洗滌，應用酒精洗滌，既能洗滌沉淀表面殘余的溶液又有利晶體的干燥并減少NiSO4﹒6H2O晶體的損失；干燥應低溫干燥，因溫度過高會使NiSO4﹒6H2O晶體失去部分或全部結晶水。

（4）當兩種沉淀共存且溶液的pH=8時，c（H+）=10-8mol/L， c（OH-）=10-6mol/L，根據25℃時，Ksp[Mg（OH）2]=c（Mg2+）×c2（OH-）=5.0×10-14，可計算出c（Mg2+）==5.0×10-2mol/L；Ksp[Al（OH）3]=c（Al3+）×c3（OH-）=2.0×10-33，可計算出c（Al3+）==2.0×10-15mol/L，所以c（Mg2+）：c（Al3+）=2.5×1013。