Question

【题目】金属镍在电池和电镀等工业上具有广泛的用途，可镍也具有很强的毒性，若不进行回收处理，将对环境造成很大的影响，以下是以电镀废渣为原料获得NiSO46H2O的过程，已知，废渣中除含金属镍外，主要含有：Cu、Zn、Fe、Mg等元素的化合物。

部分阳离子以氢氧化物或硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见表．

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）往废渣中加H2SO4酸浸，提高酸浸效率的方法有__（至少写出2点）。

（2）加Na2S同时调溶液的pH为3，目的是除去铜、锌等杂质，则往滤液Ⅱ中加入H2O2的反应的离子方程式为___。

（3）操作Ⅰ包括以下过程：__、__、过滤、洗涤、干燥．该洗涤过程不能用水洗涤，应该用__洗涤，目的是___。干燥有低温干燥和高温干燥，能否用高温干燥___，理由是____。

（4）滤液Ⅲ中加入NaOH溶液的目的是调节溶液的pH为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，常温下当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（Mg2+）：c（Al3+）=__。{已知：25℃时，Ksp[Mg（OH）2]=5.0×10-14；Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33}。

Answer 1

【答案】搅拌、升温、适当增加硫酸浓度、废渣粉碎等 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 冷却 结晶 酒精 既能洗涤沉淀表面残余的溶液又有利晶体的干燥并减少NiSO4﹒6H2O晶体的损失 否 温度过高会使NiSO4﹒6H2O晶体失去部分或全部结晶水 2.5×1013

【解析】

根据流程图：废渣（除含镍外，还含有Cu、Zn、Fe、Mg等元素的化合物杂质），在硫酸溶解后过滤，除去不溶于硫酸的杂质铜等，滤液含有二价铁离子、铜离子、锌离子、镁离子等杂质，加入硫化钠调节pH=3，根据表格信息可除去铜离子、锌离子，然后加H2O2是将二价铁氧化成三价铁，再通过调节pH值3.5使三价铁以氢氧化物的沉淀而除去，滤液Ⅲ加入NaOH溶液的目的是调节溶液的pH为8以除去Al3+以及少量的Mg2+，滤液Ⅳ含有可溶性硫酸盐，为Na2SO4、NiSO4，经冷却结晶、过滤、洗涤，干燥得NiSO4﹒6H2O。

（1）根据影响反应速率的因素，搅拌、升温、适当增加硫酸浓度、废渣粉碎等，都可加快反应速率，所以提高酸浸效率的方法有：搅拌、升温、适当增加硫酸浓度、废渣粉碎等；

（2）滤液Ⅱ中加入H2O2的目的是将二价铁氧化成三价铁，再通过调节pH值3.5使三价铁以氢氧化物的沉淀而除去，反应的离子方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（3）从溶液中得到晶体，可经过溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作，NiSO4﹒6H2O晶体易溶于水，洗涤过程不能用水洗涤，应用酒精洗涤，既能洗涤沉淀表面残余的溶液又有利晶体的干燥并减少NiSO4﹒6H2O晶体的损失；干燥应低温干燥，因温度过高会使NiSO4﹒6H2O晶体失去部分或全部结晶水。

（4）当两种沉淀共存且溶液的pH=8时，c（H+）=10-8mol/L， c（OH-）=10-6mol/L，根据25℃时，Ksp[Mg（OH）2]=c（Mg2+）×c2（OH-）=5.0×10-14，可计算出c（Mg2+）==5.0×10-2mol/L；Ksp[Al（OH）3]=c（Al3+）×c3（OH-）=2.0×10-33，可计算出c（Al3+）==2.0×10-15mol/L，所以c（Mg2+）：c（Al3+）=2.5×1013。