Question

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

（1）加入Na₂S是除去銅、鋅等雜質，請寫出除去Cu²⁺的離子方程式

 

．
（2）加6%的H₂O₂時，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，

 

，洗滌獲得產品．

Answer 1

考點：物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用

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），在硫酸溶解調節(jié)pH后過濾后除去不溶性物質，濾液含有二價鐵離子、三價鉻離子、銅離子、鋅離子等雜質，加入硫化鈉可除去銅離子、鋅離子，然后加H₂O₂是將二價鐵氧化成三價鐵，加NaOH使三價鐵和三價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鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應生成NiSO₄晶體；
（1）加Na₂S，易生成CuS沉淀；
（2）溫度較高時，H₂O₂分解；
（3）ClO₃^-在酸性條件下具有強氧化性，與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應；
（4）經過加入Na₂S、H₂O₂、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等雜質，濾液中含有可溶性硫酸鹽；
（5）濾液Ⅲ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．

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），在硫酸溶解調節(jié)pH后過濾后除去不溶性物質，濾液含有二價鐵離子、三價鉻離子、銅離子、鋅離子等雜質，加入硫化鈉可除去銅離子、鋅離子，然后加H₂O₂是將二價鐵氧化成三價鐵，加NaOH使三價鐵和三價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鎳，過濾、洗滌，然后與硫酸反應生成NiSO₄晶體；
（1）加Na₂S，易生成CuS沉淀，反應的離子方程式為S^2-+Cu²⁺=CuS↓，故答案為：S^2-+Cu²⁺=CuS↓；
（2）溫度較高時，H₂O₂分解，加6%的H₂O₂時，溫度不能過高，也不宜過低，溫度過低反應速率較小，故答案為：減少過氧化氫的分解，保證有一定的反應速率；
（3）ClO₃^-在酸性條件下具有強氧化性，與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應，反應的離子方程式為6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（4）經過加入a₂S、H₂O₂、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等雜質，濾液中含有可溶性硫酸鹽，為Na₂SO₄、NiSO₄，故答案為：Na₂SO₄、NiSO₄；
（5）濾液Ⅲ加碳酸鈉沉淀二價鎳，過濾、洗滌，得到碳酸鎳沉淀，然后與硫酸反應生成NiSO₄晶體，把所得溶液蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾，洗滌獲得產品，
故答案為：H₂SO₄；蒸發(fā)濃縮，冷卻結晶，過濾．

點評：本題考查物質的分離提純的實驗方案的設計，側重于學生的分析能力和實驗能力的考查，題目難度較大，明確實驗的目的和原理是解答該題的關鍵，注意把握基本實驗操作．