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专题讲座（五）工艺流程的解题策略
1．铬元素是一种重金属元素，工业上处理含铬废水并将其资源化的工艺有多种，其中两种工艺如下图所
示：
已知：①含铬废水中铬元素主要有 和 两种价态， 价铬在酸性环境中氧化性更强。
② 。
回答下列问题：
(1)“还原”时，先加入 酸化，再加入 固体，其发生反应的离子方程式为 ，若不加
酸化，可能造成的后果是 。
(2)“中和”过程中，有大量气泡生成，写出中和时产生 的离子方程式： 。
(3)“过滤洗涤”时，证明沉淀已洗涤干净的操作为： 。
(4)“冶炼”时，该反应的能量主要转化形式为 。
(5)“氧化”时，发生反应的化学方程式为： 。
(6)已知 ，利用氧化法除铬时，欲使废液中铬元素的含量不高于 ，则此
滤液中 的范围为 。
(7)与还原法相比，氧化法的优点为 。
2．CdS又称镉黄，可用作黄色颜料，也用于制备荧光粉等。以镉铁矿(成分为CdO 及少量的CuO、FeO和
2
SiO)为原料制备CdS的工艺流程如图。
2已知：
金属离
开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
子
4.4 6.4
6.7 8.3
7.4 9.4
回答下列问题：
(1)“滤渣2”的主要成分为 。(写化学式)
(2)“还原镉”时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，发生反应的离子方程式为 。
(3)氧化步骤中加入HO 的量比理论上要多一些，其可能原因为 。
2 2
(4)通入HS也可以“沉镉”，发生反应的离子方程式为 。
2
(5)实际工业生产中，有时采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中 的含量，其原理是：
，其中NaR为阳离子交换树脂。常温下，将沉镉后的溶液经过阳离子交换树脂
后，测得溶液中的 比交换前增加了 。此时溶液pH=6，则该条件下Cd(OH) 的 。
2
(6)CdS不溶于稀盐酸，可溶于浓盐酸，并生成 ，反应的化学方程式为 。若向反应后的溶液
中加水稀释，又出现黄色沉淀，用平衡移动原理解释 。(已知 )
3． 和 是重要的化工原料.现以锌精矿和软锰矿为原料制备 和 晶体的流程如图
(已知：锌精矿主要成分为ZnS，含少量FeS；软锰矿主要成分为 ，还含有少量 、 )已知：①“酸浸”时有大量淡黄色物质生成
② ， ， ，
， ，
③离子浓度 时，认为离子沉淀完全
④用有机溶剂从水溶液中萃取A时，萃取率
回答下列问题：
(1)“酸浸”时为了提高反应速率，可以采取的措施有 (写一条即可)；“酸浸”时通入空气的目的是
；滤渣1主要成分为
(2)若溶液中 、 浓度均为 ，“除杂”时应控制溶液的pH范围是
(3)已知：有机萃取剂P204(用HA表示)萃取金属离子( )的反应为 (易溶于有机溶剂) ；
不同pH下有机萃取剂(P204)萃取金属离子的顺序及萃取率(E)如图所示
①某实验小组以P204为萃取剂，利用萃取法分离溶液中的 和 ，在“调pH”阶段最好调节溶液的
pH约为 (填标号，下同)；在“反萃取”阶段，加硫酸调节溶液的pH约为A．0 B．1.2 C．3 D．4
②当萃取剂不断萃取 时，溶液的酸性 (填“增大”或“减小”)
③若25℃、 时，用HA萃取 溶液， (HA)的平衡常数 ；用等体积的HA一
次性萃取 溶液， 萃取率为 %(保留三位有效数字)
(4)由水相生产 晶体的“系列操作1”包括 (填操作名称)、过滤、洗涤、干燥
(5)工艺流程中可循环利用的物质除有机萃取剂P204外，还有 (填化学式)
4．钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含
钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪( )的一种流程如图：
回答下列问题：
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。
混合的实验操作是 。
(2)钪锰矿石中含铁元素，其中 易被氧化为 的原因是 。(从原子结构角度解释)
(3)常温下，先加入氨水调节pH=3，过滤，滤渣主要成分是 。(已知： 、
、 )。
(4)已知 ， ， 。“沉钪”时得到草酸钪的离子方程式是：
，此反应的平衡常数K= (用含a、b、c的代数式表示)。反应过程中，草酸用量过多时，钪
的沉淀率下降，原因可能是 。
(5)草酸钪晶体[ ]；在空气中加热， 随温度的变化情况如图所示。250℃时，
晶体的主要成分是 (填化学式)。550~850℃发生反应的化学方程式为 。5．HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中，通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主
要成分为MoS、NiS、VO、Al O)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
2 5 2 3
已知：I．MoO 、VO、Al O 均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
3 2 5 2 3
II．高温下，NH VO 易分解产生N 和一种含氮元素的气体。
4 3 2
III．K (CuS)=6×10-36；K(H S)=1×10-7、K(H S)=6×10-15。
sp 1 2 2 2
回答下列问题：
(1)“浸渣”的成分为 (填化学式)；“滤液2”中的成分除了NaMoO 外，还含有 (填化学式)。
2 4
(2)请写出“焙烧”过程中MoS及Al O 分别与纯碱反应的化学方程式： ， 。
2 3
(3)“沉钒”时提钒率随初始钒的浓度及氯化铵的加入量的关系如图所示，则选择的初始钒的浓度和NH Cl
4
的加入量分别为 、 。
(4)“沉钒”时生成NH VO 沉淀，请写出“煅烧”后生成氧化产物和还原产物的物质的量之比 。
4 3
(5)在实际的工业生产中，“沉钼”前要加入NH HS进行“除杂”，除掉溶液中微量的Cu2+，则反应Cu2+
4
+HS-=CuS↓+H+的K= 。
6．电镀污泥是电镀废水处理过程中产生的固体废弃物，其中含有大量的金属，如铜、镍、铬等，是一种廉价的二次可再生资源。以某厂的电镀污泥(除水干化后的成分如下表所示)为原料回收铜和镍的工艺路线
如图。
组成 Cu Ni Cr Al Fe Ca Mg 其他
质量分数1% 9.10 8.60 3.04 2.31 0.76 5.62 1.34 69.23
请回答下列问
题：
(1)若污泥中Cr以 的形式存在，则“酸浸”时发生反应的化学方程式为 。
(2)“沉淀”时，当硫化钠加入量为理论需求量的1.2倍、沉淀时间为30 min时，温度对铜沉淀率和镍损失
率的影响如图所示。则“沉淀”温度应控制为 ，温度过低、过高产生的影响是 。
(3)溶液中金属离子开始沉淀、沉淀完全和沉淀开始溶解的pH如下表所示：
金属离子
开始沉淀时( mol·L )的pH 7.2 4.9 3.7 2.2 7.5
沉淀完全时( mol·L )的pH 8.7 6.8 4.7 3.2 9.0
沉淀开始溶解的pH - 12.0 7.8 - -
“净化除杂”时，向滤液中加氨水前通常需要加入适量的双氧水，目的是 。为保证除杂效果，
加入氨水调节溶液的pH，需要控制pH的范围为 。(4)已知常温下 和 的溶度积常数分别为 、 ，若添加氟化钠后溶液中
mol⋅L ，此时 和 是否除尽？ 。
(5)向“净化除杂”后的滤液中加入碳酸钠溶液，生成碱式碳酸镍[化学式为 ]沉淀，
该过程中无气体生成，反应的离子方程式为 。
(6)取20.00g干化电镀污泥，进行回收处理得到粗品铜，最终转化为1.638g纯铜，则铜的回收率为
。
7．某科研小组设计出利用工业废酸(主要成分为稀硫酸)浸取某废弃的氧化铜锌矿(主要含CuO、ZnO和
SiO)的方案，实现废物综合利用，如图所示。
2
已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的 如下表所示。
开始沉淀时的
离子 完全沉淀时的
6.34 9.7
1.48 3.2
6.2 8.0
请回答下列问题：
(1)堆浸时，为了提高浸出效率可采取的措施有(任写一种)： 。
(2)堆浸时产生的矿渣主要成分是 。
(3)物质A的作用是 。
(4)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的 ， 应控制在 范围之间。
(5)物质B可直接用作氮肥，则B的化学式是 。
(6)除铁后得到的 可用 溶液在碱性环境下将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂 ，
写出该反应的离子方程式 。
8．废钒催化剂的回收、提取和再利用具有显著的经济效益和环保效益。从某种废钒催化剂(含SiO、
2VOSO、VO、Fe O、Al O、有机物等)中回收制备VO 的工艺流程如下：
4 2 3 2 3 2 3 2 5
回答下列问题：
(1)工业生产中的钒催化剂一般以疏松多孔的硅藻土为载体，该做法的优点是 。
(2)在空气中“焙烧”废钒催化剂的目的是 (填选项标号)。
A．改变发钒催化剂的结构，便于后续“酸浸”
B．除去废钒催化剂中的有机杂质
C．使废钒催化剂中的杂质氧化，便于除去
(3)在不同pH的溶液中，+ 5价钒元素的存在形式不同，如下：
①“酸浸”时，VO 转化为VO 的离子方程式为 。
2 5
②“中和”时，调节溶液pH为7左右的目的为 和 。
(4)“离子交换”效率与钒溶液通过离子交换树脂的流速及钒淬液的pH有关。
①钒溶液通过离子交换树脂的流速过慢，会导致溶液滞留，离子交换时间太长；而流速过快也会影响离子
交换效果，其原因是 。
②钒吸附液的pH对吸附效果的影响如下图所示，“离子交换”时最适宜的pH= 。
(5)“煅烧”反应的化学方程式为 。
9．草酸镍 是一种不溶于水的浅绿色粉末，常用于制镍催化剂和镍粉等。以铜镍合金废料(主要成
分为镍和铜，含有一定量的铁和硅)为原料生产草酸镍的工艺流程如图：已知：①“浸出”液含有的离子主要有 ；
② 增大， 被氧化的速率加快，同时生成的 水解形成更多的胶体能吸附 。
③草酸的
回答下列问题：
(1)生产时为提高合金废料浸出率，常采取的措施有 (填字母)。
a．适当延长浸出时间 b．高温浸出 c．分批加入混酸浸取并搅拌
(2)“萃取”步骤中萃取除去的主要金属阳离子是 。
(3)“氧化”过程中，控制 、pH小于3的条件下进行。
① 的电子式为 ②“氧化”过程的离子方程式为 。
③ 为3～4时，镍的回收率降低的原因是 。
(4)“过滤”后的滤液中加入 溶液反应得到草酸镍，过滤得到的草酸镍需要用蒸馏水洗涤，检验
晶体是否洗涤干净的方法是 。已知常温下 ，当溶液 时，
沉淀完全[ 时认为完全沉淀]，则此时溶液中草酸的浓度 。
(5)在空气中加热二水合草酸镍得到如下 热分解曲线如图所示，已知： 指的是在程序控制温度
下测量待测样品的质量与温度变化关系， 指通过单独的加热器补偿样品在加热过程中发生的热量变化，
以保持样品和参比物的温差为零。这种补偿能量即样品吸收(峰向下)或放出(峰向上)的热量。则 时，
反应的化学方程式为 。二水合草酸镍分解的整个反应是 (填“吸热”或“放热”)
反应。10．铟(In)是一种稀散金属，常与其他金属矿石伴生，回收氧化锌烟尘(主要成分是ZnO,还含少量PbO、
FeS、FeSiO、 InO、 InS 等)中的金属铟的工艺流程如下：
3 2 3 2 3
已知：室温下，金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
金属离子 Fe3+ Fe2+ In3+
开始沉淀pH(离子浓度为0.1mol·L-1时) 1.3 6 3
完全沉淀pH 2.7 8 4.3
回答下列问题：
(1)In O 中In的化合价是 。
2 3
(2)“中性浸出”的过程为：先加入稀硫酸和适量氧化剂MnO 氧化酸浸氧化锌烟尘，反应结束前半个小时加
2
入CaO调整pH=5.0~5.2。
①FeSiO 与稀HSO 反应的化学方程式为 。
3 2 4
②氧化酸浸过程中，InS 中的硫元素被MnO 氧化为 ,该反应的离子方程式为 。
2 3 2
③氧化剂用量对中性浸出效果的影响如图所示。最佳氧化剂用量为 。④“中浸渣”的主要成分为In(OH) 、 。 (写化学式)
3
(3)萃取时，发生反应In3+ +3H A In(HA ) +3H+,H A 代表有机萃取剂。
2 2 2 3 2 2
①反萃取时，宜选用的试剂X为 (写化学式)
②实验室进行萃取和反萃取时，均需要使用的玻璃仪器有 。
(4)“置换”后的滤液可返回 (填“滤液 1”或“滤液2”)中利用。
(5)“置换”时锌粉的利用率为90%，若想获得6.9 kg海绵铟，需要使用锌粉 _kg (结果保留1位小数)
11．从废钼催化剂(主要成分为MoO 、MoS ，含少量NiS、NiO、Fe O 等)中回收利用金属的一种工艺流程
3 2 2 3
如图所示。
已知：①“沉钼”前钼元素主要以 形式存在；
②该条件下K (NiCO)=1.5 ×10-7；
sp 3
③温度低于20 °C时，以NiSO ·7H O形式结晶；温度高于30 °C时，以NiSO ·6H O形式结晶。
4 2 4 2
请回答下列问题。
(1)“焙烧”时先将纯碱和废钼催化剂磨成粉末、拌匀(混合料) ，然后采取如图所示的“多层逆流焙烧”，
这样做的优点为 ；“ 焙烧”时生成的气体A的主要成分有 (填化学式)。(2)若“除铁”后所得滤液中c(Ni2+)=1.0 mol·L-1“沉镍”后所得滤液中c( ) =1.0 ×10-5 mol·L-1，则沉镍率
= [沉镍率= ×100%，计算过程中不考虑溶液体积变化]。
(3)写出“沉钼”时的离子方程式： 。
(4)一系列操作实验步骤依次为
i．过滤，洗涤；
ii．将沉淀转移至烧杯，滴加稀HSO ，直至沉淀恰好完全溶解；
2 4
iii． 过滤得NiSO ·7H O。
4 2
步骤i中洗涤沉淀的操作方法为 。
把步骤iii填写完整：． 。
12．用硫铁矿(主要成分是FeS， 含少量Al O、 SiO 和Fe O)为原料， 制备磷酸亚铁锂(LiFePO )，流程
2 2 3 2 3 4 4
如下图所示：
已知几种金属离子沉淀的pH如下表所示：
金属氢氧化物 Fe(OH) Fe(OH) Al(OH)
3 2 3
开始沉淀的pH 2.3 7.5 4.0
完全沉淀的pH 4.1 9.7 5.2
回答下列问题：
(1)焙烧的目的是 。
(2)流程中从“焙烧”到“氧化”要经过一系列步骤，从下列步骤中选择正确的步骤并合理排序
___________→___________→___________→___________。(3)“试剂R”最好选择 。
(4)流程中“高温煅烧”时，反应的化学方程式为 。
(5)检验产品中是否混有Fe(OH) 或FePO 杂质的实验操作是 。
3 4
(6)用0.100 mol·L-1酸性KCr O 标准溶液滴定Fe2+，测定产品LiFePO 的纯度。
2 2 7 4
①从下列选项中选择合理的仪器和操作，补全如下步骤[“___________”上填写一件最关键的仪器，
“___________ )”内填写一种操作，均用字母表示]。
用___________(称量LiFePO 样品8.000 g)→用烧杯(___________ ) →用___________(___________ )→用
4
___________(量取25.00 mL Fe2+溶液)→滴加2~3滴二苯胺磺酸钠作指示剂→用滴定管(盛装KCr O 标准溶
2 2 7
液，滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色)→(重复滴定3次，平均消耗KCr O 溶液20.00 mL)。
2 2 7
仪器： a．量筒； b．托盘天平； c． 100 mL容量瓶； d．分析天平； e．试剂瓶； f．移液管。
操作： g.配制一定体积的 Fe2+溶液； h．加稀硫酸溶解样品； i．装瓶贴标签。
②产品的纯度为 。
13．汽车废弃催化剂中含有Pt，还含有少量的Fe O、MgO、Al O、SiO。一种从汽车废弃催化剂中回收
2 3 2 3 2
铂的流程如下：
有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
金属离子 Al3+ Mg2+ Fe3+
开始沉淀的pH 3.5 9.5 2.2
沉淀完全(c=1.0× 10-5mol/L)的pH 4.7 11.1 3.2
回答下列问题：
(1)长期使用的催化剂，表面会覆盖积碳和有机物，粉碎废弃催化剂后，需进行预处理操作A，操作A的名称为 。
(2)酸浸工序中Pt溶于王水生成NO和氯铂酸(H PtCl )，该反应的化学方程式为 。有同学提议，将
2 6
王水换成盐酸和过氧化氢的混合溶液，其优点是 。
(3)铂的浸出率与不同加热方式、不同固液比的关系如下图所示：
由图可知，Pt 浸出的最佳条件为 。
(4)酸浸温度不宜过高的原因为 。
(5)沉铂时，加入适当过量NH Cl的目的是 。
4
(6)通过调节滤液的pH以回收其他金属，依次析出的金属离子为 ，当Al3+开始沉淀时，溶液中的
Fe3+浓度为 mol/L。
14．氧化铈(CeO)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO、BaO、SiO 等)为原料制
2 3 2
备氧化铈，其工艺流程如图所示：
已知：①稀土离子易与 形成复盐沉淀，Ce3+和 发生反应：
Ce (SO )+Na SO +nH O=Ce (SO )·Na SO ·nH O↓；
2 4 3 2 4 2 2 4 3 2 4 2
②硫脲： 具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN H)；
2 3 2
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀；
④Ce (CO) 为白色粉末，难溶于水。
2 3 3
回答下列问题：
(1)滤渣A的主要成分是 (填写化学式)。(2)在另一种生产工艺中，在氟碳铈矿矿石粉中加入碳酸氢钠同时通入氧气焙烧，焙烧得到NaF和CeO 两
2
种固体以及两种高温下的气态物质，请写出焙烧过程中相应的化学方程式 。
(3)加入硫脲的目的是将 还原为Ce3+，反应的离子方程式为 。
(4)步骤③加入盐酸后，通常还需加入另一种化学试剂X，根据题中信息推测，加入X的作用为 。
(5)下列关于步骤④的说法正确的是_____(填字母)。
A．过滤后的滤液中仍含有较多Ce3+，需要将滤液循环以提高产率
B．可以用NaCO 溶液代替NH HCO 溶液，不影响产品纯度
2 3 4 3
C．过滤时选择减压过滤能够大大提高过滤效率
D．该步骤发生的反应是2Ce3++6 =Ce (CO)↓+3CO ↑+3H O
2 3 3 2 2
(6)若常温下，K (H CO)=5.0×10−11，K [Ce (CO)]=1.0×10−28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10−5mol∙L−1，
a2 2 3 sp 2 3 3
此时测得溶液的pH=5，则溶液中c( )= mol∙L−1。
15．利用“铁脱络－化学沉淀法”回收电镀废水中镍的流程如图。
已知：①废水中镍主要以NiR 络合物形式存在，其在水溶液中存在平衡：NiR (aq) Ni2+(aq)+2R-(aq，有
2 2
机配体) K=1.6×10-14。
②常温下，K [Fe(OH) ]=1×10-39，K [Ni(OH) ]=1.6×10-15。
sp 3 sp 2
③“脱络”(指NiR 转化成Ni2+过程中，反应历程如下：
2
i.Fe2++H O=Fe3++OH-+•OH
2 2
ii.R-+•OH=OH-+•R
iii.H O+2•OH=O ↑+2H O
2 2 2 2
(1)•OH的电子式为 ，其中氧元素的化合价为 价。
(2)①根据•OH与HO 的反应历程，分析“脱络”时加入的Fe2+的作用机制： 。
2 2
②实验测得HO 加入量对溶液中镍回收率的影响如图所示.由图可知，当加入HO 的量为 g•L-1时，
2 2 2 2
镍回收效果最好。(3)常温下，若“脱络”后的废水中c(Ni2+)=0.01mol•L-1，“沉淀”时先加入NaOH至溶液的pH= ，
使Fe3+恰好沉淀完全(Fe3+浓度为10-6mol•L-1，忽略溶液体积变化)，此时 (填“有”或
“无”)Ni(OH) 沉淀生成。
2
(4)取100mL某电镀废水利用上述流程回收镍，得到2.325gNi(OH) 沉淀，经计算该步骤中Ni2+的回收率为
2
99.97%；Ni(OH) 沉淀再经稀硫酸溶解、 、过滤，得到NiSO •7H O固体的质量为6.744g。试计算
2 4 2
100mL该电镀废水中镍转化成NiSO •7H O的总回收率： (保留四位有效数字)。
4 2
16．钴元素是一种重要的战略资源，一种有机物净化钴渣梯级分离与富集钴新工艺如图。
已知：用有机物净化钴渣后钴主要以有机整合物状态存在，在水溶液中难溶，可以水洗预处理得到浸出渣，
进一步再继续处理富集钴，浸出渣中还含有Zn、Fe、Cd(与Zn同族)等元素。回答下列问题：
(1)“煅烧”的主要目的是 。
(2)“浸取”过程中发生氧化还原反应的离子方程式是 。操作2是 ，得到的固体物质中含
有 (填化学式，下同)；若副产品为含结晶水的固体，则其主要成分为 。
(3)当溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol•L-1时，可认为已除尽。
已知：①K [Co(OH) ]=1×10-44
sp 3
②金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH数据如表所示：
金属离
开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
子Fe3+ 1.5 3.3
Cd2+ 7.2 9.5
Zn2+ 6.2 8.0
则“酸洗”时溶液pH的理论范围为 。
17．铟(In)与A1同主族，是一种稀有贵金属，广泛应用于电子半导体、光纤通信等领域。某企业以炼锌废
渣(含Zn、Fe、In、Sn、Si、O等元素)为原料提取单质铟并综合回收铁、锌。生产工艺流程如图所示。
已知：
①锡、锌的性质均与铝的性质相似。
②常温下：K [Zn(OH) ]=7.1×10-18；K [Fe(OH) ]=3.2×10-38；K [In(OH) ]=1.4×10-33。
sp 2 sp 3 sp 3
请回答下列问题：
(1)“炼锌废渣”需要两段浸出。“低浓度酸浸出”的目的是 。
(2)工业中常用真空过滤的方法进行固液分离，与普通过滤相比，其优点除固液分离彻底外，还有
(填一条)。
(3)常温下，在“高浓度酸浸出”溶液中存在平衡：In3+(aq)+3H O(l) In(OH) (s)+3H+(aq)，则该反应的
2 3
化学平衡常数K= 。(计算结果保留两位有效数字)
(4)处理“滤渣1”可回收 (填元素符号)。
(5)“置换”后所得浊液经过滤、洗涤、干燥等操作得到海绵铟，检验海绵铟已洗涤干净的方法为 。
(6)“碱熔”步骤中，在进一步富集铟的同时除去Zn、Sn等杂质，写出“碱熔”时NaOH与Zn反应的离子
方程式 。
(7)以粗铟为阳极，纯铟为阴极，HSO 、NaCl和InCl 混合液为电解液可提纯粗铟。写出阴极反应的电极方
2 4 3
程式： 。
18．钴在硬质高温合金、催化剂等高新技术领域有广泛应用。从某炼锌厂的废渣(含Zn、Co、Fe、ZnO、
SiO 等)中回收钴的一种工艺流程如图：
2相关金属离子[c(Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：
金属离子 Co2+ Fe2+ Fe3+ Zn2+
开始沉淀的pH 7.15 6.3 1.5 6.2
沉淀完全的pH 9.15 8.3 2.8 8.2
回答下列问题：
(1)滤渣1是 “加热酸浸”时为确保安全，加热时应避免 。
(2)操作1的名称是 ，从流程信息分析，在有机溶剂M中 (填“ZnSO”或“CoSO ”)溶解度更
4 4
大。操作2是蒸发浓缩、冷却结晶、 。
(3)若无氧化步骤，对实验的影响是 。试剂X可以为下列物质中的 。
A．KOH B． Zn(OH) C． ZnO D． NaCO
2 2 3
(4)工业上也可利用次氯酸钠氧化Co2+生成Co(OH) 沉淀，实现钴回收。该反应的离子方程式是 ，
3
若将次氯酸钠改为NaSO(还原产物为 )，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
2 2 8
(5)常温下，已知Co(OH) 的溶度积常数为K ，则Co3+完全沉淀时[c(Co3+)<10-5mol·L-1中]，溶液的pH至少
3 sp
为 (用含K 的式子表示)。
sp
19．镍钴锰酸锂材料是近年来开发的一类新型锂离子电池正极材料，具有容量高、循环稳定性好、成本适
中等优点，这类材料可以同时有效克服钴酸锂材料成本过高、磷酸铁锂容量低等问题，工业上由废旧的钴
酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、锰酸锂电池正极材料(还含有铝箔、炭黑、有机黏合剂等)，经过一系列工艺流
程制备镍钴锰酸锂材料，该材料可用于三元锂电池的制备，实现电池的回收再利用，工艺流程如图所示：
已知：①粉碎灼烧后产物的主要成分是LiO、NiO、Co O、MnO、Fe O、Al O。
2 2 3 2 3 2 3②萃取剂对Fe3+选择性很高，且生成的物质很稳定，有机相中的Fe3+很难被反萃取。
③25°C时K (Li CO)=1.6×10-3。
sp 2 3
④已知LiCO 的溶解度如表所示：
2 3
温度/℃ 0 20 80
S(Li CO)/g 1.54 1.33 0.85
2 3
回答下列问题：
(1)正极材料在“灼烧”前先粉碎的目的是 。
(2)“碱浸”时涉及反应的离子方程式是 ；“酸浸”时加入HO 的作用是 。
2 2
(3)“酸浸”时保持其他条件相同，测得不同温度下钴的浸出率如图所示。60℃时浸出率达到最大，可能的
原因是 。
(4)上述工艺流程中采用萃取法净化除去了Fe3+，若采用沉淀法除去铁元素，结合下表，最佳的pH范围是
。
Fe3+ Al3+ Fe2+ Co2+ Ni2+ Mn2+
开始沉淀时pH 1.5 3.4 6.3 6.6 6.7 7.8
完全沉淀时pH 3.5 4.7 8.3 9.2 9.5 10.4
(5)流程中用“热水洗涤”的原因是 。
20．硫酸镍广泛应用于电镀、电池、催化剂等工业。某科研小组以粗硫酸镍(含Cu2+、Fe3+、Ca2+、 Mg2+、
Zn2+等)为原料，经下图一系列除杂过程模拟精制硫酸镍工艺，回答下列问题。(1)①“硫化除铜”过程中除Cu2+发生的反应外，另一离子反应方程式为 。
②“硫化除铜”后滤液1中主要金属阳离子为Ca2+、Mg2+、Zn2+、 。
(2)“氧化除杂” 时加入Cl 和Ni (OH) 的主要作用分别是 、 。
2 2
(3)“氟化除杂”后滤渣2的主要成分是 (写化学式)。
(4)“滤液3”中加入有机萃取剂后，Zn2+与有机萃取剂形成易溶于萃取剂的络合物。该过程选用的萃取剂一
般为P [ (二(2－乙基)己基)磷酸酯]，其萃取原理为： 2 +Zn2+
204
+2H+，反萃取是用反萃取剂使被萃取物从负载有机相返回水相的过程，为
萃取的逆过程。取“萃取除锌”过程中的有机相，加入反萃取剂可回收ZnSO，具体过程如图，其中反萃
4
取剂可以选择下列哪种物质 (填选项)。
A．NaOH溶液 B． HSO 溶液 C．ZnSO 溶液
2 4 4
(5)“萃取除锌”后的溶液经操作A可得硫酸镍晶体，称取1.000g硫酸镍晶体(NiSO ·6H O )样品溶解，定容
4 2
至250mL。取25.00mL试液，滴入几滴紫脲酸胺指示剂，用0.01mol·L－1的EDTA (Na HY)标准溶液滴定至
2 2
终点，重复操作2－3次，平均消耗EDTA标准溶液体积为23.50mL。
已知：反应为Ni2++H Y2－=NiY2－ +2H+；紫脲酸胺：紫色试剂，遇Ni2+显橙黄色。
2
①滴定终点的操作和现象是 。
②计算样品纯度为 。(保留三位有 效数字，不考虑杂质反应)
