Question

【題目】金屬鎳在電池和電鍍等工業(yè)上具有廣泛的用途，可鎳也具有很強(qiáng)的毒性，若不進(jìn)行回收處理，將對(duì)環(huán)境造成很大的影響，以下是以電鍍廢渣為原料獲得NiSO46H2O的過(guò)程，已知，廢渣中除含金屬鎳外，主要含有：Cu、Zn、Fe、Mg等元素的化合物。

部分陽(yáng)離子以氫氧化物或硫化物的形式完全沉淀時(shí)溶液的pH見表．

沉淀物	Fe（OH）3	Fe（OH）2	CuS	ZnS	FeS	NiS	Al（OH）3	Mg（OH）2	Ni（OH）2
pH	3.2	9.7	≥-0.42	≥2.5	≥7	≥7.5	≥5	≥8	≥8.5

（1）往廢渣中加H2SO4酸浸，提高酸浸效率的方法有__（至少寫出2點(diǎn)）。

（2）加Na2S同時(shí)調(diào)溶液的pH為3，目的是除去銅、鋅等雜質(zhì)，則往濾液Ⅱ中加入H2O2的反應(yīng)的離子方程式為___。

（3）操作Ⅰ包括以下過(guò)程：__、__、過(guò)濾、洗滌、干燥．該洗滌過(guò)程不能用水洗滌，應(yīng)該用__洗滌，目的是___。干燥有低溫干燥和高溫干燥，能否用高溫干燥___，理由是____。

（4）濾液Ⅲ中加入NaOH溶液的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH為8以除去Al3+以及少量的Mg2+，若向含有Mg2+、Al3+的溶液中滴加NaOH溶液，常溫下當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH=8時(shí)，c（Mg2+）：c（Al3+）=__。{已知：25℃時(shí)，Ksp[Mg（OH）2]=5.0×10-14；Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33}。

Answer 1

【答案】攪拌、升溫、適當(dāng)增加硫酸濃度、廢渣粉碎等 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 冷卻 結(jié)晶 酒精 既能洗滌沉淀表面殘余的溶液又有利晶體的干燥并減少NiSO4﹒6H2O晶體的損失 否 溫度過(guò)高會(huì)使NiSO4﹒6H2O晶體失去部分或全部結(jié)晶水 2.5×1013

【解析】

根據(jù)流程圖：廢渣（除含鎳外，還含有Cu、Zn、Fe、Mg等元素的化合物雜質(zhì)），在硫酸溶解后過(guò)濾，除去不溶于硫酸的雜質(zhì)銅等，濾液含有二價(jià)鐵離子、銅離子、鋅離子、鎂離子等雜質(zhì)，加入硫化鈉調(diào)節(jié)pH=3，根據(jù)表格信息可除去銅離子、鋅離子，然后加H2O2是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，再通過(guò)調(diào)節(jié)pH值3.5使三價(jià)鐵以氫氧化物的沉淀而除去，濾液Ⅲ加入NaOH溶液的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH為8以除去Al3+以及少量的Mg2+，濾液Ⅳ含有可溶性硫酸鹽，為Na2SO4、NiSO4，經(jīng)冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌，干燥得NiSO4﹒6H2O。

（1）根據(jù)影響反應(yīng)速率的因素，攪拌、升溫、適當(dāng)增加硫酸濃度、廢渣粉碎等，都可加快反應(yīng)速率，所以提高酸浸效率的方法有：攪拌、升溫、適當(dāng)增加硫酸濃度、廢渣粉碎等；

（2）濾液Ⅱ中加入H2O2的目的是將二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，再通過(guò)調(diào)節(jié)pH值3.5使三價(jià)鐵以氫氧化物的沉淀而除去，反應(yīng)的離子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）從溶液中得到晶體，可經(jīng)過(guò)溶解、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌等操作，NiSO4﹒6H2O晶體易溶于水，洗滌過(guò)程不能用水洗滌，應(yīng)用酒精洗滌，既能洗滌沉淀表面殘余的溶液又有利晶體的干燥并減少NiSO4﹒6H2O晶體的損失；干燥應(yīng)低溫干燥，因溫度過(guò)高會(huì)使NiSO4﹒6H2O晶體失去部分或全部結(jié)晶水。

（4）當(dāng)兩種沉淀共存且溶液的pH=8時(shí)，c（H+）=10-8mol/L， c（OH-）=10-6mol/L，根據(jù)25℃時(shí)，Ksp[Mg（OH）2]=c（Mg2+）×c2（OH-）=5.0×10-14，可計(jì)算出c（Mg2+）==5.0×10-2mol/L；Ksp[Al（OH）3]=c（Al3+）×c3（OH-）=2.0×10-33，可計(jì)算出c（Al3+）==2.0×10-15mol/L，所以c（Mg2+）：c（Al3+）=2.5×1013。