Question

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等杂质）为原料获得．操作步骤如下：
①用稀硫酸溶液溶解废渣，保持pH约1.5，搅拌30min，过滤．
②向滤液中滴入适量的Na₂S，除去Cu²⁺、Zn²⁺，过滤．
③保持滤液在40℃左右，用6%的H₂O₂氧化Fe²⁺，再在95℃加入NaOH调节pH，除去铁和铬．
④在③的滤液中加入足量Na₂CO₃溶液，搅拌，得NiCO₃沉淀．
⑤

过滤，并用蒸馏水洗涤沉淀2～3次直至流出液用pH试纸检验呈中性

．
⑥

向沉淀中加6mol/L的H₂SO₄溶液，直至恰好完全溶解

．
⑦蒸发、冷却结晶并从溶液中分离出晶体．
⑧用少量乙醇洗涤并凉干．
（1）步骤②除可观察到黑色沉淀外，还可嗅到臭鸡蛋气味，用离子方程式说明气体的产生：

S^2-+2H⁺═H₂S↑

．
（2）步骤③中，加6%的H₂O₂时，温度不能过高，其原因是

减少过氧化氢的分解

．
（3）除铁方法有两种，一是用H₂O₂作氧化剂，控制pH在2～4范围内生成氢氧化铁沉淀；另一种方法常用NaClO₃作氧化剂，在较小的pH条件下水解，最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na₂Fe₆（SO₄）₄（OH）₁₂]沉淀除去．右图是温度-pH与生成的沉淀关系图，图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域（已知25℃时，Fe（OH）₃的Ksp=2.64×10^-39）．
下列说法正确的是

cd

（选填序号）．
a．FeOOH中铁为+2价
b．若在25℃时，用H₂O₂氧化Fe²⁺，再在pH=4时除去铁，此时溶液中c（Fe³⁺）=2.64×10^-29
c．用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe²⁺离子方程式为6Fe²⁺+Cl

O

- 3

+6H⁺═6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O
d．工业生产中温度常保持在85℃～95℃生成黄铁矾钢，此时水体的pH约为1.2～1.8
（4）确定步骤④中Na₂CO₃溶液足量，碳酸镍已完全沉淀的简单方法是

上层清液呈无色

．
（5）补充上述步骤⑤和⑥（可提供的试剂有6mol/L的H₂SO₄溶液、蒸馏水、pH试纸）．

Answer 1

分析：（1）生成臭鸡蛋气味气体，应为H₂S；
（2）温度较高时，H₂O₂分解；
（3）a．FeOOH中铁为+3价；
b．根据pH=4结合溶度积计算；
c．ClO₃^-在酸性条件下具有强氧化性，与Fe²⁺发生氧化还原反应；
d．由图象判断生成黄铁矾钢所需要的合适温度和pH．
（4）根据Ni²⁺水溶液有颜色判断；
（5）根据④得到NiCO₃沉淀之后应与硫酸反应生成NiSO₄判断实验步骤．

解答：解：（1）滴入适量的Na₂S，生成臭鸡蛋气味气体，应为H₂S，反应的离子方程式为S^2-+2H⁺═H₂S↑，
故答案为：S^2-+2H⁺═H₂S↑；
（2）温度较高时，H₂O₂分解，加6%的H₂O₂时，温度不能过高，故答案为：减少过氧化氢的分解；
（3）a．FeOOH中铁为+3价，故a错误；
b．pH=4，C（OH^-）=1×10^-10mol/L，已知25℃时，Fe（OH）₃的Ksp=2.64×10^-39，则c（Fe³⁺）=2.64×10^-9，故b错误；
c．ClO₃^-在酸性条件下具有强氧化性，与Fe²⁺发生氧化还原反应，
反应的离子方程式为6Fe²⁺+ClO₃^-+6H⁺=6Fe³⁺+Cl^-+3H₂O，故c正确；
d．由图象可知，生成黄铁矾钢所需要的合适温度为85℃～95℃，pH约为1.2～1.8，故d正确，故答案为：cd；
（4）Ni²⁺水溶液有颜色，可通过判断上清液是否无色判断是否洗涤干净，故答案为：上层清液呈无色；
（5）④得到NiCO₃沉淀之后应，应先过滤、洗涤，然后与硫酸反应生成NiSO₄，所以操作步骤为：
⑤过滤，并用蒸馏水洗涤沉淀2～3次直至流出液用pH试纸检验呈中性；
⑥向沉淀中加6 mol/L的H₂SO₄溶液，直至恰好完全溶解．
故答案为：⑤过滤，并用蒸馏水洗涤沉淀2～3次直至流出液用pH试纸检验呈中性；
⑥向沉淀中加6 mol/L的H₂SO₄溶液，直至恰好完全溶解．

点评：本题考查物质的制备、分离、检验等实验操作，题目难度较大，注意把握化学实验的操作方法、注意事项，解答中善于从题目中获取信息，明确实验的目的和原理是解答该题的关键．