Question

【题目】NiSO46H2O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等杂质)为原料获得。有关工艺流程如图：

（相关资料）①Ni能与稀硫酸反应生成NiSO4和H2

②ZnSO4＋Na2S=ZnS↓＋Na2SO4

③H2O2溶液能将FeSO4氧化成Fe2(SO4)3

④NiCO3是一种不溶于水、易溶于强酸的浅绿色沉淀。

（问题解答）

（1）向废渣中加入足量稀硫酸的目的是_____。

（2）在滤液Ⅱ中加入H2O2溶液时，温度不能太高的原因是_____。

（3）除铁时还能加入适量的Na2CO3溶液调节酸度，反应生成Na2SO4、CO2气体和一种浅黄色的黄铁矾钠沉淀[化学式为：Na2Fe6(SO4)4(OH)12]，这样可以将Fe3+除去。写出该反应的化学方程式_____。如图是温度—pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾钠稳定存在的区域。下列说法正确的是_____(填序号)。

A　FeOOH中铁元素为+2价

B　Fe2O3固体为红色

C　若在25℃时，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4时除去铁，此时溶液中出现的沉淀是FeOOH和Fe(OH)3

D　工业生产中常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH为1.5左右

（4）从“沉淀A”制得NiSO46H2O晶体的实验步骤依次为：向沉淀中加入_____溶液，直至恰好完全溶解，转化为NiSO4溶液；蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO46H2O晶体，用少量乙醇洗涤NiSO46H2O晶体并晾干。

Answer 1

【答案】使废渣完全反应 温度过高H2O2会分解，降低原料利用率 6H2O+6Na2CO3+3Fe2(SO4)3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑ BD 稀硫酸

【解析】

（1）根据流程图可知，流程中存在向废渣中加入足量稀硫酸的目的是使废渣完全反应；

（2）温度过高H2O2会分解，降低原料利用率。在滤液Ⅱ中加入H2O2溶液时，温度不能太高；

（3）根据“除铁时还能加入适量的Na2CO3溶液调节酸度，反应生成Na2SO4、CO2气体和一种浅黄色的黄铁矾钠沉淀[化学式为：Na2Fe6(SO4)4(OH)12]，这样可以将Fe3+除去”可知，该反应的反应物是H2O、Na2CO3、Fe2(SO4)3，生成物是Na2Fe6(SO4)4(OH)12、Na2SO4、CO2，化学方程式为：6H2O+6Na2CO3+3Fe2(SO4)3=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+5Na2SO4+6CO2↑；

A　FeOOH中，氧元素的化合价为-2价，氢元素为+1价，设：FeOOH中铁元素化合为x；根据化合物中各元素的化合价的代数和为零，则有：x+(-2)+(-2)+(+1)=0，x=+3，故A错误；

B　Fe2O3固体为红色，故B正确；

C　根据温度—pH与生成的沉淀关系图可知，当温度低于40℃，pH=4时，沉淀主要是Fe(OH)3，当温度高于40℃，低于100℃左右，pH<4时，沉淀主要是FeOOH。若在25℃时，用H2O2氧化Fe2+，再在pH=4时除去铁，此时溶液中出现的沉淀是Fe(OH)3，故C错误；

D　根据温度—pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾钠稳定存在的区域可知，工业生产中常保持在85～95℃生成黄铁矾钠，此时水体的pH为1.5左右，故D正确，故选BD。

（4）根据“NiCO3是一种不溶于水、易溶于强酸的浅绿色沉淀”可知，从“沉淀A”制得NiSO46H2O晶体的实验步骤依次为：向沉淀中加入稀硫酸溶液，直至恰好完全溶解，转化为NiSO4溶液；蒸发浓缩、冷却结晶，过滤得NiSO46H2O晶体，用少量乙醇洗涤NiSO46H2O晶体并晾干。