Question

某工厂利用富含镍（Ni）的电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）制备NiSO₄?6H₂O．其生产流程如图所示：

（1）步骤①中加入H₂SO₄后，需充分搅拌的目的是

 

．
（2）步骤③中，在酸性条件下，H₂O₂使Fe²⁺转化为Fe³⁺的离子方程式为

 

．
（3）已知：ⅰ．K_sp[Fe（OH）₃]≈1.0×10^-38、K_sp[Cr（OH）₃]≈1.0×10^-32；ⅱ．溶液中离子浓度小于10^-5 mol?L^-1时，可视为沉淀完全．25℃时，若沉淀E为Fe（OH）₃和Cr（OH）₃，步骤④中，应控制溶液的pH不小于

 

．
（4）溶液C中溶质的主要成分是

 

．

Answer 1

考点：物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用

专题：

分析：由含镍（Ni）的电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）经过步骤①溶于稀硫酸，步骤②与适量的硫化钠反应后得到沉淀D（CuS、ZnS），则溶液A中含有二价铁、三价铬、二价镍离子，步骤③用适量的双氧水将二价铁离子氧化成三价铁，步骤④再加适量的氢氧化钠通过调节PH值沉淀三价铁和三价铬离子，则溶液B中主要含有二价镍离子，步骤⑤加入碳酸钠与二价镍离子结合成碳酸镍，最终再进一步转化成NiSO₄?6H₂O，据此解答．
（1）搅拌的目的是提高废渣的溶解速率和溶解程度；
（2）双氧水有强氧化性，二价铁离子有还原性，所以双氧水和二价铁离子能发生氧化还原反应；
（3）先根据溶度积产生计算氢氧根离子浓度，再根据溶液中氢离子浓度计算pH；
（4）根据每一步的反应及沉淀生成的成分判断最后所得溶液的溶质．

解答： 解：由含镍（Ni）的电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）经过步骤①溶于稀硫酸，步骤②与适量的硫化钠反应后得到沉淀D（CuS、ZnS），则溶液A中含有二价铁、三价铬、二价镍离子，步骤③用适量的双氧水将二价铁离子氧化成三价铁，步骤④再加适量的氢氧化钠通过调节PH值沉淀三价铁和三价铬离子，则溶液B中主要含有二价镍离子，步骤⑤加入碳酸钠与二价镍离子结合成碳酸镍，最终再进一步转化成NiSO₄?6H₂O．
（1）搅拌的目的是提高废渣的溶解速率和溶解程度，故答案为：提高废渣的溶解速率和溶解程度；
（2）双氧水有强氧化性，二价铁离子有还原性，所以双氧水和二价铁离子能发生氧化还原反应生成铁离子和水，
故答案为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
（3）Ksp[Fe（OH）₃]=2.5×10^-39，c（OH^-）=

3	K SP 10 -5

=

3	2.5×10 -39 10 -5

=0.6×10^-11，c（H⁺ ）=1.6×10^-3，pH=2.8，
[Cr（OH）₃]=6.3×10^-31，c（OH^-）=

3	K SP 10 -5

=

3	6.3×10 -31 10 -5

=4×10^-9，c（H⁺ ）=2.5×10^-6，pH=5.6，
所以溶液中的PH控制在5.6，故答案为：5.6；
（4）电镀废渣（含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质）和硫酸反应生成硫酸盐，加入硫化钠溶液后，溶液中含有硫酸钠、硫酸亚铁、硫酸铬等，向溶液中双氧水和氢氧化钠溶液后，溶液中含有硫酸镍、硫酸钠，向溶液中加碳酸钠溶液后，所以溶液中的溶质是硫酸钠，
故答案为：Na₂SO₄．

点评：本题考查了电解原理和金属的回收等知识点，难度不大，难点是计算溶液的pH值，会根据沉淀的溶度积常数计算溶液的pH值．