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(chǎn)電池等，可由電鍍 廢渣（除含鎳外，還含有：Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物雜質(zhì)）為原料獲得．操作步驟如下：

（1）往廢渣中加H₂SO₄酸浸，要充分攪拌，其目的是

 

．
（2）加Na₂S的目的是除去銅、鋅等雜質(zhì)，請寫出除去Cu²⁺的離子方程式

 

．
（3）加6%的H₂O₂時，溫度不能過高，其目的是：

 

．
（4）除鐵方法：用H₂O₂充分氧化后，再用NaOH控制pH值2～4范圍內(nèi)生成氫氧化鐵沉淀．
在上述方法中，氧化劑可用NaClO₃代替，請寫出用NaClO₃氧化Fe²⁺的離子方程式：

 

．
（5）上述流程中濾液III的溶液質(zhì)的主要成分是：

 

．
（6）操作I包括以下過程：過濾，用H₂SO₄溶解，

 

、

 

、過濾、洗滌獲得產(chǎn)品．

Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用

專題：實驗設(shè)計題

分析：廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Cr等元素的化合物雜質(zhì)），在硫酸溶解調(diào)節(jié)pH后過濾后除去不溶于鐵離子，濾液含有二價鐵離子、三價鉻離子、銅離子、鋅離子等雜質(zhì)，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，再通過調(diào)節(jié)pH值2～4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(yīng)生成NiSO₄晶體．
（1）攪拌固體和液體的混合物，可加快反應(yīng)速率；
（2）加Na₂S，易生成CuS沉淀；
（3）溫度較高時，H₂O₂分解；
（4）ClO₃^-在酸性條件下具有強氧化性，與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)；
（5）經(jīng)過加入Na₂S、H₂O₂、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等化合物的雜質(zhì)，濾液中含有可溶性硫酸鹽；
（6）從溶液中得到晶體，可經(jīng)過溶解、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等操作．

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(zhì)），在硫酸溶解調(diào)節(jié)pH后過濾后除去不溶于鐵離子，濾液含有二價鐵離子、三價鉻離子、銅離子、鋅離子等雜質(zhì)，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，再通過調(diào)節(jié)pH值2～4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(yīng)生成NiSO₄晶體，
（1）攪拌固體和液體的混合物，可加快反應(yīng)速率，故答案為：加快反應(yīng)速率或提高浸出率；
（2）加Na₂S，易生成CuS沉淀，反應(yīng)的離子方程式為S^2-+Cu²⁺=CuS↓，故答案為：S^2-+Cu²⁺=CuS↓；
（3）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；
（4）ClO₃^-在酸性條件下具有強氧化性，與Fe²⁺發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，
故答案為：6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O；
（5）經(jīng)過加入a₂S、H₂O₂、NaOH后可除去Cu、Zn、Fe、Cr等雜質(zhì)，濾液中含有可溶性硫酸鹽，為Na₂SO₄、NiSO₄，故答案為：Na₂SO₄、NiSO₄；
（6）從溶液中得到晶體，可經(jīng)過溶解、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌等操作，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶．

點評：本題考查物質(zhì)的分離提純的實驗方案的設(shè)計，為高考常見題型，側(cè)重于學生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，題目難度較大，明確實驗的目的和原理是解答該題的關(guān)鍵，注意把握基本實驗操作．