Question

【题目】NiSO4易溶于水，其水溶液呈酸性，有毒。主要用于电镀工业，也是金属镍离子的来源。NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体，可由电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如下：

（1）NiSO4水溶液呈酸性原因是_________________________；

（2）向滤液Ⅱ中加入H2O2的离子方程式：_________________________；

（3）调滤液ⅡpH的目的是除去Fe3+，原理是Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，已知25℃时Ksp[Fe（OH）3]=2.8×10﹣39，则该温度下上述反应的平衡常数K=______，设计实验证明Fe3+已除净_________________；

（4）滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后得到NiCO3固体，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是______；

（5）从d(NiSO4溶液)经______、______、______洗涤、干燥等操作可得到NiSO4·6H2O晶体；

（6）为了提高产率，分离得到NiSO4·6H2O后剩余液体要循环使用，则应该回流到流程中的______位置（填a、b、c、d）。

Answer 1

【答案】 Ni2+在水溶液中水解显酸性 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3.6×10-4 用试管取少量滤液Ⅲ，滴加几滴KSCN溶液，若无颜色变化，则Fe3+已除净 增大NiSO4的浓度（或富集NiSO4） 蒸发浓缩 冷却结晶 过滤 d

【解析】废渣（除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe等元素），在硫酸溶解后过滤，除去不溶性物质，滤液Ⅰ含有二价铁离子、镍离子、锌离子等杂质，加入硫化亚铁可除去铜离子、锌离子，然后加H2O2是将二价铁氧化成三价铁，调节溶液pH使三价铁以氢氧化物的沉淀而除去，滤液Ⅲ含有可溶性硫酸盐，为Na2SO4、NiSO4，再加碳酸钠沉淀二价镍，过滤、洗涤，然后与硫酸反应生成NiSO4晶体，则

（1）Ni2+在水溶液中水解，因此硫酸镍溶液显酸性；（2）对滤液Ⅱ加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+，加入H2O2的离子方程式为：22Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（3）调滤液ⅡpH的目的是除去Fe3+，Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+，依据水解平衡常数Kh=c3(H+)c[Fe(OH)3]/c(Fe3+)= c3(H+)c[Fe(OH)3]×c3(OH)/c(Fe3+)×c3(OH)=(Kw)3/Ksp=(1014)3/2.8×1039≈3.6×10-4；检验Fe3+是否除尽的操作和现象是用试管取少量滤液Ⅲ，滴加几滴KSCN溶液，若无颜色变化，则Fe3+已除净；（4）滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后得到NiCO3固体，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，因此这两步操作的目的是增大NiSO4的浓度（或富集NiSO4）；（5）得到的NiSO4溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作；（6）为了提高产率，过滤后得到的母液要循环使用，应该回流到流程中d中循环使用。