Question

某工廠利用富含鎳（Ni）的電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質）制備NiSO₄?6H₂O．其生產流程如圖所示：

（1）步驟①中加入H₂SO₄后，需充分攪拌的目的是

 

．
（2）步驟③中，在酸性條件下，H₂O₂使Fe²⁺轉化為Fe³⁺的離子方程式為

 

．
（3）已知：�。甂_sp[Fe（OH）₃]≈1.0×10^-38、K_sp[Cr（OH）₃]≈1.0×10^-32；ⅱ．溶液中離子濃度小于10^-5 mol?L^-1時，可視為沉淀完全．25℃時，若沉淀E為Fe（OH）₃和Cr（OH）₃，步驟④中，應控制溶液的pH不小于

 

．
（4）溶液C中溶質的主要成分是

 

．

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：由含鎳（Ni）的電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質）經過步驟①溶于稀硫酸，步驟②與適量的硫化鈉反應后得到沉淀D（CuS、ZnS），則溶液A中含有二價鐵、三價鉻、二價鎳離子，步驟③用適量的雙氧水將二價鐵離子氧化成三價鐵，步驟④再加適量的氫氧化鈉通過調節(jié)PH值沉淀三價鐵和三價鉻離子，則溶液B中主要含有二價鎳離子，步驟⑤加入碳酸鈉與二價鎳離子結合成碳酸鎳，最終再進一步轉化成NiSO₄?6H₂O，據此解答．
（1）攪拌的目的是提高廢渣的溶解速率和溶解程度；
（2）雙氧水有強氧化性，二價鐵離子有還原性，所以雙氧水和二價鐵離子能發(fā)生氧化還原反應；
（3）先根據溶度積產生計算氫氧根離子濃度，再根據溶液中氫離子濃度計算pH；
（4）根據每一步的反應及沉淀生成的成分判斷最后所得溶液的溶質．

解答： 解：由含鎳（Ni）的電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質）經過步驟①溶于稀硫酸，步驟②與適量的硫化鈉反應后得到沉淀D（CuS、ZnS），則溶液A中含有二價鐵、三價鉻、二價鎳離子，步驟③用適量的雙氧水將二價鐵離子氧化成三價鐵，步驟④再加適量的氫氧化鈉通過調節(jié)PH值沉淀三價鐵和三價鉻離子，則溶液B中主要含有二價鎳離子，步驟⑤加入碳酸鈉與二價鎳離子結合成碳酸鎳，最終再進一步轉化成NiSO₄?6H₂O．
（1）攪拌的目的是提高廢渣的溶解速率和溶解程度，故答案為：提高廢渣的溶解速率和溶解程度；
（2）雙氧水有強氧化性，二價鐵離子有還原性，所以雙氧水和二價鐵離子能發(fā)生氧化還原反應生成鐵離子和水，
故答案為：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39，c（OH^-）=

3	K SP 10 -5

=

3	2.5×10 -39 10 -5

=0.6×10^-11，c（H⁺ ）=1.6×10^-3，pH=2.8，
[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，c（OH^-）=

3	K SP 10 -5

=

3	6.3×10 -31 10 -5

=4×10^-9，c（H⁺ ）=2.5×10^-6，pH=5.6，
所以溶液中的PH控制在5.6，故答案為：5.6；
（4）電鍍廢渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等雜質）和硫酸反應生成硫酸鹽，加入硫化鈉溶液后，溶液中含有硫酸鈉、硫酸亞鐵、硫酸鉻等，向溶液中雙氧水和氫氧化鈉溶液后，溶液中含有硫酸鎳、硫酸鈉，向溶液中加碳酸鈉溶液后，所以溶液中的溶質是硫酸鈉，
故答案為：Na₂SO₄．

點評：本題考查了電解原理和金屬的回收等知識點，難度不大，難點是計算溶液的pH值，會根據沉淀的溶度積常數計算溶液的pH值．