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    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。

    考点：考查物质制备型工艺流程大题，涉及解释操作的目的、除杂实质、温度控制的原因、滤液主要成分、晶体制备的基本操作等知识。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （14分）某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。

    部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

    沉淀物

    Al(OH)3

    Fe(OH)3

    Fe(OH)2

    Ni(OH)2

    pH

    5.2

    3.2

    9.7

    9.2

    回答下列问题：

    ⑴ 操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为                               。

    ⑵ “碱浸”过程中发生的离子方程式是                                。

    ⑶“酸浸”时所加入的酸是               (填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是                          。

    ⑷ 操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是               。

    ⑸“调pH为2~3”的目的是                                         。

    ⑹ 产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），其原因可能是              。

     

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    科目：高中化学 来源：2010年江苏省高二下学期期末考试化学 题型：实验题

    （14分）某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。

    部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

    沉淀物

    Al(OH)3

    Fe(OH)3

    Fe(OH)2

    Ni(OH)2

    pH

    5.2

    3.2

    9.7

    9.2

    回答下列问题：

    ⑴ 操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为                                。

    ⑵ “碱浸”过程中发生的离子方程式是                                 。

    ⑶“酸浸”时所加入的酸是                (填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是                           。

    ⑷ 操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是                。

    ⑸“调pH为2~3”的目的是                                          。

    ⑹ 产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），其原因可能是               。

     

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    （14分）某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。

    部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

    沉淀物

    Al(OH)3

    Fe(OH)3

    Fe(OH)2

    Ni(OH)2

    pH

    5.2

    3.2

    9.7

    9.2

    回答下列问题：

    ⑴ 操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为                                。

    ⑵ “碱浸”过程中发生的离子方程式是                                 。

    ⑶“酸浸”时所加入的酸是                (填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是                           。

    ⑷ 操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是                。

    ⑸“调pH为2~3”的目的是                                          。

    ⑹ 产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），其原因可能是               。

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    科目：高中化学 来源： 题型：

    某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如下图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4•7H2O。已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质(3.3%)。

     


    部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH如下：

    沉淀物

    开始沉淀

    完全沉淀

    Al(OH)3

    3.8

    5.2

    Fe(OH)3

    2.7

    3.2

    Fe(OH)2

    7.6

    9.7

    Ni(OH)2

    7.1

    9.2

    回答下列问题：

    （1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为             ▲            。

    （2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是         ▲    ，      ▲                 。

    （3）“酸浸”时所加入的酸是     ▲       （填化学式）。酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是      ▲          。

    （4） 操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是      ▲            。

    （5）“调pH为2~3”的目的是                           ▲                 。

    （6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4·7H2O），其原因可能是    ▲          。

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