题目

题型：不详难度：来源：

NiSO₄•6H₂O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于化学镀镍、生产电池等，可由电镀废渣（除含镍外，还含有：Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物杂质）为原料获得。有关工艺流程如下：

（1）往废渣中加H₂SO₄酸漫，要充分搅拌，其目的是                   。
（2）加Na₂S的目的是除去铜、锌等杂质，请写出除去Cu²⁺的离子方程式            。
（3）加6%的H₂O₂时，温度不能过高，其目的是                        。
（4）除铁方法：用H₂O₂充分氧化后，再用NaOH控制pH值2～4范围内生成氢氧化铁沉淀。在上述方法中，氧化剂可用NaClO₃代替，用NaClO₃氧化Fe²⁺的离子方程式为                                       。
（5）上述流程中滤液III的溶质的主要成分是：                   。
（6）操作I包括以下过程：过滤，用H₂SO₄溶解，               、              、过滤、洗涤获得产品。

答案

（16分）（1）加快反应速率或提高浸出率（合理的给分） （2分）
（2）S²ˉ+Cu²⁺=CuS↓（2分）
（3）减少（防止）过氧化氢的分解 （2分）
（4）6Fe²⁺+ClO₃ˉ+6H⁺=6Fe³⁺+Clˉ+3H₂O（2分）
（5）Na₂SO₄、NiSO₄（4分，漏选得2分，错选不给分）
（6）蒸发浓缩   冷却结晶（4分）

解析

试题分析：（1）根据化学反应速率的影响因素及规律可知，充分搅拌的目的是加快废渣中的镍单质等与硫酸反应的速率，提高镍元素的浸出率；（2）Na₂S是可溶性盐，溶于水时电离出S²ˉ，S²ˉ与Cu²⁺易反应生成CuS沉淀；（3）过氧化氢是绿色氧化剂，其目的是将Fe²⁺完全氧化为Fe³⁺，且不引入新的杂质，但是H₂O₂不稳定，受热易分解为水和氧气，因此温度不能过高；（4）NaClO₃是可溶性盐，NaOH是强碱，根据题意可知，Fe²⁺是还原剂，ClO₃ˉ是氧化剂，Fe³⁺是氧化产物，还原产物是Clˉ，而不是Cl₂，因为碱性溶液不能大量存在Cl₂，根据铁元素化合价升高总数等于氯元素化合价降低总数，电荷守恒、原子守恒原理可得反应式：6Fe²⁺+ClO₃ˉ+6H⁺=6Fe³⁺+Clˉ+3H₂O；（5）读图可知，加Na₂S的目的是除去铜、锌等杂质，加H₂O₂、NaOH的目的是除去铁等杂质，加Na₂CO₃的目的是除去铬等杂质，因此推断滤液1的主要成分是NiSO₄、FeSO₄、Cr₂(SO₄)₃、Na₂SO₄，滤液II的主要成分是NiSO₄、Cr₂(SO₄)₃、Na₂SO₄，滤液III的主要成分是NiSO₄、Na₂SO₄；（6）从NiSO₄、Na₂SO₄及硫酸的混合溶液中制取NiSO₄•6H₂O晶体，需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等过程。