Question

【題目】NiSO4·xH2O是一種綠色易溶于水的晶體，廣泛用于鍍鎳、電池等，可由電鍍廢渣（除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素）為原料獲得．操作步驟如圖：

(1)在待鍍件上鍍鎳時，待鍍件應作____極，電鍍過程中電解質溶液濃度___ （填“增大”、“減小”、“不變”）

(2)向濾液Ⅰ中加入FeS是為了除去Cu2+、Zn2+等雜質，則除去Cu2+的離子方程式為_____________．當Zn2+恰好沉淀完全時，在CuS、ZnS共存的混合液中c（Zn2+）=10﹣5mol/L，則c（Cu2+）=______mol/L（已知Ksp（CuS）=1.3×10﹣36，Ksp（ZnS）=1.6×10﹣24）．

(3)對濾液Ⅱ中先加H2O2再調pH，調pH的目的是______________________________________________________________________．

(4)為測定NiSO4·xH2O晶體x的值，稱取26.3g晶體加熱至充全失去結晶水，剩余固體15.5g，則x的值等于__________________．

Answer 1

【答案】陰 不變 FeS（s）+Cu2＋（aq）=Fe2＋（aq）+CuS（s） 8.1×10-18 mol·L－1 調節(jié)pH有利于Fe3＋水解生成氫氧化鐵沉淀而除去 6

【解析】

電鍍廢渣（除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素），加入稀硫酸過濾得到含有鎳離子、銅離子、鋅離子、亞鐵離子的濾液，后在濾液中加入FeS，生成CuS、ZnS，可除去Cu2＋、Zn2＋等雜質，對濾液Ⅱ先加W，應為過氧化氫，可氧化Fe2＋生成Fe3＋，有利于水解生成氫氧化鐵沉淀而除去，過濾后在濾液中加入碳酸鈉，可生成NiCO3，過濾后加入硫酸可生成NiSO4，經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、冷卻結晶可得到硫酸鎳晶體。

（1）在待鍍件上鍍鎳，待鍍件作陰極，鍍層金屬鎳做陽極，電解質溶液用鎳離子的鹽溶液，陰極析出的鎳與陽極溶解的鎳等量，故電解質溶液的濃度不變；

（2）向濾液Ⅰ中加入FeS主要目的是除去Cu、Zn等雜質，說明CuS的溶解度更小，反應的離子方程式為FeS（s）+Cu2＋（aq）=Fe2＋（aq）+CuS（s），

已知Ksp（CuS）=1.3×10-36，Ksp（ZnS）=1.6×10-24，當Zn2＋恰好沉淀完全時，在CuS、ZnS共存的混合液中c（Zn2＋）=10-5mol·L－1，則溶液中的c（S2－）==

mol·L－1=1.6×10-19mol·L－1，則c（Cu2＋）== mol·L－1≈8.1×10-18 mol·L－1；

（3）對濾液Ⅱ先加過氧化氫，可氧化Fe2＋生成Fe3＋，調節(jié)pH有利于水解生成氫氧化鐵沉淀而除去；

（4）26.3g晶體加熱至完全失去結晶水，剩余固體15.5g，失去水的質量=26.3g-15.5g=10.8g，NiSO4的質量為15.5g，計算物質的量得到1：x= ，解得x=6。