Question

20．NiSO₄•6H₂O是一種綠色易溶于水的晶體，可由電鍍廢渣（除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素）為原料獲得．操作步驟如下：

（1）①為提高廢渣浸出率，下列措施可行的有AC．
A．升高反應(yīng)溫度       B．增大壓強        C．在反應(yīng)過程中不斷攪拌
②向濾液Ⅰ中加入FeS是為了生成更難溶于水的硫化物沉淀而除去Cu²⁺、Zn²⁺等雜質(zhì)，則除去Cu²⁺的離子方程式為：FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺．
（2）對濾液Ⅱ的操作，回答下列問題：
①往濾液Ⅱ中加H₂O₂時，溫度不能過高，其原因是：溫度過高，過氧化氫不穩(wěn)定受熱易分解．
②調(diào)濾液ⅡpH的目的是除去Fe³⁺，加入試劑為NiO或Ni（OH）₂或NiCO₃．
（3）濾液Ⅲ溶質(zhì)的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃過濾后得到NiCO₃固體，檢驗Ni²⁺已完全沉淀的實驗方法是靜置后向上層清液中再加入Na₂CO₃溶液，沒有淺綠色沉淀生成．
（4）得到的NiSO₄溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作可得到NiSO₄•6H₂O晶體．

Answer 1

分析 由實驗流程及物質(zhì)的性質(zhì)可知，酸浸后離子主要有Ni²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺，加入硫化亞鐵目的是將銅離子轉(zhuǎn)化成更難溶的硫化銅，加入過氧化氫目的是氧化二價鐵，但溫度過高過氧化氫會分解，根據(jù)已有知識加入氧化鎳，氫氧化鎳碳酸鎳將三價鐵轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵除去．
（1）①升高溫度、攪拌均可加快反應(yīng)速率，而溶液中的反應(yīng)，增大壓強，反應(yīng)速率無影響；
②FeS與Cu²⁺發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化反應(yīng)；
（2）①溫度高時過氧化氫分解；
②調(diào)節(jié)pH使鐵離子轉(zhuǎn)化為沉淀，且不能引入新雜質(zhì)；
（3）取上層清夜，繼續(xù)加碳酸鈉觀察是否上層淺綠色沉淀；
（4）得到NiSO₄•6H₂O晶體，晶體含結(jié)晶水，需要蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶．

解答 解：由實驗流程及物質(zhì)的性質(zhì)可知，酸浸后離子主要有Ni²⁺、Cu²⁺、Fe²⁺、Zn²⁺，加入硫化亞鐵目的是將銅離子轉(zhuǎn)化成更難溶的硫化銅，加入過氧化氫目的是氧化二價鐵，但溫度過高過氧化氫會分解，根據(jù)已有知識加入氧化鎳，氫氧化鎳碳酸鎳將三價鐵轉(zhuǎn)化成氫氧化鐵除去．
（1）①升高溫度、攪拌均可加快反應(yīng)速率，而溶液中的反應(yīng)，增大壓強，反應(yīng)速率無影響，則AC符合，故答案為：AC；
②FeS與Cu²⁺發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，離子反應(yīng)為FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺，故答案為：FeS+Cu²⁺=CuS+Fe²⁺；
（2）對濾液Ⅱ的操作，①往濾液Ⅱ中加H₂O₂時，溫度不能過高，其原因是溫度過高，過氧化氫不穩(wěn)定受熱易分解，故答案為：溫度過高，過氧化氫不穩(wěn)定受熱易分解；
②調(diào)濾液ⅡpH的目的是除去Fe³⁺，加入試劑為NiO或Ni（OH）₂或NiCO₃，故答案為：除去Fe³⁺；NiO或Ni（OH）₂或NiCO₃；
（3）濾液Ⅲ溶質(zhì)的主要成分是NiSO₄，加Na₂CO₃過濾后得到NiCO₃固體，檢驗Ni²⁺已完全沉淀的實驗方法是靜置后向上層清液中再加入Na₂CO₃溶液，沒有淺綠色沉淀生成，故答案為：靜置后向上層清液中再加入Na₂CO₃溶液，沒有淺綠色沉淀生成；
（4）得到的NiSO₄溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等操作可得到NiSO₄•6H₂O晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶．

點評 本題考查混合物分離提純的綜合應(yīng)用，為高頻考點，涉及物質(zhì)的制備、鹽類的水解、物質(zhì)提純及沉淀的轉(zhuǎn)化相關(guān)知識，把握物質(zhì)的性質(zhì)及實驗流程為解答本題的關(guān)鍵，側(cè)重分析與實驗?zāi)芰Φ目疾�，注重學(xué)生的閱讀、分析、提取信息解決問題的能力培養(yǎng)，題目難度不大．