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专项训练 工业流程题（解析版）
1．工业上煅烧含硫矿物产生的 可以按如下流程脱除或利用。
已知：
请回答：
(1)富氧煅烧燃煤产生的低浓度的 可以在炉内添加 通过途径Ⅰ脱除，写出反
应方程式___________。
(2)煅烧含硫量高的矿物得到高浓度的 ，通过途径Ⅱ最终转化为化合物A。
①下列说法正确的是___________。
A．燃煤中的有机硫主要呈正价 B．化合物A具有酸性
C．化合物A是一种无机酸酯 D．工业上途径Ⅱ产生的 也可用浓 吸收
②一定压强下，化合物A的沸点低于硫酸的原因是___________。
(3)设计实验验证化合物A中含有S元素_____；写出实验过程中涉及的反应方程式
____。
【答案】(1)
(2) BCD 硫酸分子能形成更多的分子间氢键
(3) 取化合物A加入足量氢氧化钠，反应完全后加入盐酸酸化，无明显现象，再
加入氯化钡生成白色沉淀，说明A中含有S元素
+2NaOH=CHOH+Na SO +H O、NaSO +BaCl =BaSO ↓+2NaCl
3 2 4 2 2 4 2 4
1 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司【分析】含硫矿物燃烧生成二氧化硫，二氧化硫和氧气、碳酸钙生成硫酸钙和二氧化
碳，二氧化硫被氧气氧化为三氧化硫，三氧化硫和等物质量的甲醇发生已知反应生成
A： ；
【详解】（1）氧气具有氧化性，能被四价硫氧化为六价硫，二氧化硫、空气中氧气、
碳酸钙高温生成硫酸钙和二氧化碳，反应为 ；
（2）①A．硫的电负性大于碳、氢等，故燃煤中的有机硫主要呈负价，A错误；
B．根据分析可知，化合物A分子中与硫直接相连的基团中有-OH，故能电离出氢离子，
具有酸性，B正确；
C．化合物A含有 基团，类似酯基-COO-结构，为硫酸和醇生成的酯，是一种
无机酸酯，C正确；
D．工业上途径Ⅱ产生的 也可用浓 吸收用于生产发烟硫酸，D正确；
故选BCD；
②一定压强下，化合物A分子只有1个-OH能形成氢键，而硫酸分子中有2个-OH形
成氢键，故导致A的沸点低于硫酸；
（3）由分析可知，A为 ，A碱性水解可以生成硫酸钠、甲醇，
硫酸根离子能和氯化钡生成不溶于酸的硫酸钡沉淀，故实验设计为：取化合物A加入
足量氢氧化钠，反应完全后加入盐酸酸化，无明显现象，再加入氯化钡生成白色沉淀，
试卷第2页，共31页说明A中含有S元素；涉及反应为：
+2NaOH=CHOH+Na SO +H O、NaSO +BaCl =BaSO ↓+2NaCl。
3 2 4 2 2 4 2 4
2．盐湖卤水(主要含 、 和硼酸根等)是锂盐的重要来源。一
种以高镁卤水为原料经两段除镁制备 的工艺流程如下：
已知：常温下， 。相关化合物的溶解度与温度的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)含硼固体中的 在水中存在平衡： (常温下，
)； 与 溶液反应可制备硼砂 。常温下，
在 硼砂溶液中， 水解生成等物质的量浓度的 和
，该水解反应的离子方程式为_____，该溶液 _____。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是_____(填化学式)；精制Ⅰ后溶液中 的浓度为 ，则
常温下精制Ⅱ过程中 浓度应控制在_____ 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，
除无法回收 外，还将增加_____的用量(填化学式)。
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学科网（北京）股份有限公司(3)精制Ⅱ的目的是_____；进行操作 时应选择的试剂是_____，若不进行该操作而直
接浓缩，将导致_____。
【答案】(1)
(2) 、Mg(OH) 纯碱
2
(3) 加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的 转化为 （或除去精制Ⅰ所得滤液
中的 ），提高 纯度 盐酸 浓缩液中因 浓度过大使得 过早
沉淀，即浓缩结晶得到的 中会混有 ，最终所得 的产率减小
【分析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱镁后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，
该晶体中含有Na+、Li+、Cl-、 等，焙烧后生成HCl气体；烧渣水浸后过滤，滤液
中加生石灰后产生沉淀，在此条件下溶解度最小的是 ，则滤渣Ⅰ的主要成分为
；由于 微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱又生成沉淀，则滤渣Ⅱ为
;精制Ⅱ所得滤液经操作X后，所得溶液经浓缩结晶、过滤得到氯化钠，浓缩后
的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂，得到 。
【详解】（1）含硼固体中的 在水中存在平衡：
(常温下， )； 与 溶液反应
可制备硼砂 。常温下.在 硼砂溶液中，
水解生成等物质的量浓度的 和 ，该水解反应的离子方程式为
，由B元素守恒可知， 和
试卷第4页，共31页的浓度均为 ， ，则该溶液
。
（2）由分析可知，滤渣I的主要成分是 、Mg(OH) ；精制I后溶液中 的浓度
2
为2.0 ，由 可知，则常温下精制Ⅱ过程中 浓度应控
制在 以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收
HCl外，后续在浓缩结晶时将生成更多的氯化钠晶体，因此，还将增加纯碱（
）的用量。
（3）精制Ⅰ中，烧渣水浸后的滤液中加生石灰后产生的滤渣Ⅰ的主要成分为 ；
由于 微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的 ，还需要除去 ，
因此，精制Ⅱ的目的是：加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的 转化为 （或除去
精制Ⅰ所得滤液中的 ），提高 纯度。操作X是为了除去剩余的碳酸根离子，
为了防止引入杂质离子，应选择的试剂是盐酸；加入盐酸的目的是除去剩余的碳酸根
离子，若不进行该操作而直接浓缩，将导致浓缩液中因 浓度过大使得 过早沉
淀，即浓缩结晶得到的 中会混有 ，最终所得 的产率减小。
3．超纯 是制备第三代半导体的支撑源材料之一，近年来，我国科技工作者
开发了超纯纯化、超纯分析和超纯灌装一系列高新技术，在研制超纯 方面取
得了显著成果，工业上以粗镓为原料，制备超纯 的工艺流程如下：
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学科网（北京）股份有限公司已知：①金属 的化学性质和 相似， 的熔点为 ；
② (乙醚)和 (三正辛胺)在上述流程中可作为配体；
③相关物质的沸点：
物质
沸点/ 55.7 34.6 42.4 365.8
回答下列问题：
(1)晶体 的晶体类型是_______；
(2)“电解精炼”装置如图所示，电解池温度控制在 的原因是_______，阴极的
电极反应式为_______；
(3)“合成 ”工序中的产物还包括 和 ，写出该反应的化学
方程式：_______；
(4)“残渣”经纯水处理，能产生可燃性气体，该气体主要成分是_______；
(5)下列说法错误的是_______；
A．流程中 得到了循环利用
试卷第6页，共31页B．流程中，“合成 ”至“工序X”需在无水无氧的条件下进行
C．“工序X”的作用是解配 ，并蒸出
D．用核磁共振氢谱不能区分 和
(6)直接分解 不能制备超纯 ，而本流程采用“配体交换”工
艺制备超纯 的理由是_______；
(7)比较分子中的 键角大小： _______ (填“>”“<”
或“=”)，其原因是_______。
【答案】(1)分子晶体
(2) 保证Ga为液体，便于纯Ga流出 Ga3++3eˉ=Ga
(3)8CH I+2EtO+Ga Mg=2 +3 +2 ；
3 2 2 5
(4)CH
4
(5)D
(6)NR 沸点较高，易与Ga(CH ) 分离，EtO的沸点低于Ga(CH )，一起气化，难以得
3 3 3 2 3 3
到超纯Ga(CH )
3 3
(7) > Ga(CH) 中Ga为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH )(Et O)中Ga
3 3 3 3 2
为sp3杂化，所以为四面体结构，故夹角较小
【分析】以粗镓为原料，制备超纯 ，粗Ga经过电解精炼得到纯Ga，Ga和
Mg反应生产GaMg，GaMg 和CHI、EtO反应生成 、MgI 和
2 5 2 5 3 2 2
CHMgI，然后经过蒸发溶剂、蒸馏，除去残渣MgI 、CHMgI，加入NR 进行配体交
3 2 3 3
换、进一步蒸出得到超纯 ，EtO重复利用，据此解答。
2
【详解】（1）晶体 的沸点较低，晶体类型是分子晶体；
（2）电解池温度控制在 可以保证Ga为液体，便于纯Ga流出；粗Ga在阳极
失去电子，阴极得到Ga，电极反应式为Ga3++3eˉ=Ga；
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学科网（北京）股份有限公司（3）“合成 ”工序中的产物还包括 和 ，该反应的化学
方程式8CHI+2EtO+Ga Mg=2 +3 +2 ；
3 2 2 5
（4）“残渣”含 ，经纯水处理，能产生可燃性气体CH；
4
（5）A.根据分析，流程中 得到了循环利用，A正确；
B. 容易和水反应，容易被氧化，则流程中，“合成 ”至“工
序X”需在无水无氧的条件下进行，B正确；
C. “配体交换”得到 ，“工序X”先解构 后蒸出
，C正确；
D.二者甲基的环境不同，核磁共振氢谱化学位移不同，用核磁共振氢谱能区分
和 ，D错误；
故选D；
（6）直接分解 时由于EtO的沸点较低，与Ga(CH ) 一起蒸出，不能
2 3 3
制备超纯 ，而本流程采用“配体交换”工艺制备超纯 的理由是，
根据题给相关物质沸点可知，NR 沸点远高于Ga(CH )，与Ga(CH ) 易分离；
3 3 3 3 3
（7）分子中的 键角 > ，其原因是Ga(CH ) 中Ga
3 3
为sp2杂化，所以为平面结构，而Ga(CH )(Et O)中Ga为sp3杂化，所以为四面体结构，
3 3 2
故夹角较小。
4． 是生产多晶硅的副产物。利用 对废弃的锂电池正极材料 进行氯
化处理以回收Li、Co等金属，工艺路线如下：
试卷第8页，共31页回答下列问题：
(1)Co位于元素周期表第_______周期，第_______族。
(2)烧渣是LiCl、 和 的混合物，“500℃焙烧”后剩余的 应先除去，否
则水浸时会产生大量烟雾，用化学方程式表示其原因_______。
(3)鉴别洗净的“滤饼3”和固体 常用方法的名称是_______。
(4)已知 ，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中
浓度为_______ 。“850℃煅烧”时的化学方程式为_______。
(5)导致 比 易水解的因素有_______(填标号)。
a．Si-Cl键极性更大 b．Si的原子半径更大
c．Si-Cl键键能更大 d．Si有更多的价层轨道
【答案】(1) 4 Ⅷ
(2)
(3)焰色反应
(4)
(5)abd
【分析】由流程和题中信息可知， 粗品与 在500℃焙烧时生成氧气和烧渣，
烧渣是LiCl、 和 的混合物；烧渣经水浸、过滤后得滤液1和滤饼1，滤饼1
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学科网（北京）股份有限公司的主要成分是 和 ；滤液1用氢氧化钠溶液沉钴，过滤后得滤饼2（主要成
分为 ）和滤液2（主要溶质为LiCl）；滤饼2置于空气中在850℃煅烧得到
；滤液2经碳酸钠溶液沉锂，得到滤液3和滤饼3，滤饼3为 。
【详解】（1）Co是27号元素，其原子有4个电子层，其价电子排布为 ，元素
周期表第8、9、10三个纵行合称第Ⅷ族，因此，其位于元素周期表第4周期、第Ⅷ族。
（2）“500℃焙烧”后剩余的 应先除去，否则水浸时会产生大量烟雾，由此可知，
四氯化硅与可水反应且能生成氯化氢和硅酸，故其原因是： 遇水剧烈水解，生成
硅酸和氯化氢，该反应的化学方程式为 。
（3）洗净的“滤饼3”的主要成分为 ，常用焰色反应鉴别 和 ，
的焰色反应为紫红色，而 的焰色反应为黄色。故鉴别“滤饼3”和固体
常用方法的名称是焰色反应。
（4）已知 ，若“沉钴过滤”的pH控制为10.0，则溶液中
， 浓度为
。“850℃煅烧”时， 与 反应生成 和 ，该反应的化学方
程式为 。
（5）a．Si-Cl键极性更大，则 Si-Cl键更易断裂，因此， 比 易水解，a有关；
b．Si的原子半径更大，因此， 中的共用电子对更加偏向于 ，从而导致Si-Cl
试卷第10页，共31页键极性更大，且Si原子更易受到水电离的 的进攻，因此， 比 易水解，b
有关；
c．通常键能越大化学键越稳定且不易断裂，因此，Si-Cl键键能更大不能说明Si-Cl更
易断裂，故不能说明 比 易水解，c无关；
d．Si有更多的价层轨道，因此更易与水电离的 形成化学键，从而导致 比
易水解，d有关；
综上所述，导致 比 易水解的因素有abd。
5．某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含（ 和
)。实现镍、钴、镁元素的回收。
已知：
物质
回答下列问题：
(1)用硫酸浸取镍钴矿时，提高浸取速率的方法为_______(答出一条即可)。
(2)“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸 ，
中过氧键的数目为_______。
(3)“氧化”中，用石灰乳调节 ， 被 氧化为 ，该反应的离子方
程式为_______( 的电离第一步完全，第二步微弱)；滤渣的成分为 、
_______(填化学式)。
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学科网（北京）股份有限公司(4)“氧化”中保持空气通入速率不变， (Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。 体积分
数为_______时， (Ⅱ)氧化速率最大；继续增大 体积分数时， (Ⅱ)氧化速率
减小的原因是_______。
(5)“沉钴镍”中得到的 (Ⅱ)在空气中可被氧化成 ，该反应的化学方程式为
_______。
(6)“沉镁”中为使 沉淀完全 ，需控制 不低于_______(精确至0.1)。
【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)N
A
(3) Fe(OH)
3
(4) 9.0% SO 有还原性，过多将会降低 的浓度，降低 (Ⅱ)氧化速率
2
(5)
(6)11.1
【分析】在“氧化”中，混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫
酸 ，用石灰乳调节 ， 被 氧化为 ，发生反应
，Fe3+水解同时生成氢氧化铁，“沉钻镍”过程中，
试卷第12页，共31页Co2+变为Co(OH) ，在空气中可被氧化成 。
2
【详解】（1）用硫酸浸取镍钴矿时，为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度
或将镍钴矿粉碎增大接触面积
（2） 的结构简式为 ，所以 中过氧键的数目
为N
A
（3）用石灰乳调节 ， 被 氧化为 ，该反应的离子方程式为：
；氢氧化铁的Ksp=10-37.4，当铁离子完全沉淀时，
溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L， ，c(OH-)=10-
10.8mol/L，根据Kw=10-14，pH=3.2，此时溶液的pH=4，则铁离子完全水解，生成氢氧
化铁沉淀，故滤渣还有氢氧化铁；
（4）根据图示可知 体积分数为0.9%时， (Ⅱ)氧化速率最大；继续增大 体积
分数时，由于SO 有还原性，过多将会降低 的浓度，降低 (Ⅱ)氧化速率
2
（5）“沉钻镍”中得到的Co(OH) ，在空气中可被氧化成 ，该反应的化学方
2
程式为： ；
（6）氢氧化镁的Ksp=10-10.8， 当镁离子完全沉淀时，c(Mg2+)=10-5mol/L，根据Ksp可
计算c(OH-)=10-2.9mol/L，根据Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1；
6．LiMn O 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿（MnCO ，含有少
2 4 3
量Si、Fe、Ni、Al等元素）制备LiMn O 的流程如下：
2 4
已知：K [Fe(OH) ]=2.8×10-39，K [Al(OH) ]=1.3×10-33，K [Ni(OH) ]=5.5×10-16。
sp 3 sp 3 sp 2
回答下列问题：
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学科网（北京）股份有限公司(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率，可采取的措施
_______(举1例)。
(2)加入少量MnO 的作用是_______。不宜使用HO 替代MnO ，原因是_______。
2 2 2 2
(3)溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=_______mol·L-1；用石灰乳调节
至pH≈7，除去的金属离子是_______。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+，生成的沉淀有_______。
(5)在电解槽中，发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行，为保持电
解液成分稳定，应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中，生成LiMn O 反应的化学方程式是_______。
2 4
【答案】(1) MnCO +H SO =MnSO +H O+CO↑ 粉碎菱锰矿
3 2 4 4 2 2
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+可以催化HO 分解
2 2
(3) 2.8×10-9 Al3+
(4)BaSO 、NiS
4
(5) Mn2++2H O H↑+MnO↓+2H+ 加入Mn(OH)
2 2 2 2
(6)2Li CO+8MnO 4LiMn O+2CO ↑+O ↑
2 3 2 2 4 2 2
【分析】根据题给的流程，将菱锰矿置于反应器中，加入硫酸和MnO ，可将固体溶解
2
为离子，将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式，同时，加入的
MnO 可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+；随后将溶液pH调至制约等于7，此时，根据已
2
知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出来；随后加入BaS，可
以将溶液中的Ni2+沉淀，得到相应的滤渣；后溶液中含有大量的Mn2+，将此溶液置于
电解槽中电解，得到MnO ，将MnO 与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn O。
2 2 2 4
【详解】（1）菱锰矿中主要含有MnCO ，加入硫酸后可以与其反应，硫酸溶矿主要
3
反应的化学方程式为：MnCO +H SO =MnSO +H O+CO↑；为提高溶矿速率，可以将
3 2 4 4 2 2
菱锰矿粉碎；故答案为：MnCO +H SO =MnSO +H O+CO↑、粉碎菱锰矿。
3 2 4 4 2 2
（2）根据分析，加入MnO 的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+，但不宜
2
使用HO 氧化Fe2+，因为氧化后生成的Fe3+可以催化HO 分解，不能使溶液中的
2 2 2 2
Fe2+全部氧化为Fe3+；故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化HO 分解。
2 2
（3）溶矿完成以后，反应器中溶液pH=4，此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1，此时
试卷第14页，共31页体系中含有的c(Fe3+)= =2.8×10-9mol·L-1，这时，溶液中的c(Fe3+)小于
1.0×10-5，认为Fe3+已经沉淀完全；用石灰乳调节至pH≈7，这时溶液中c(OH-)=1.0×10-
7mol·L-1，溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1，c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-1，c(Al3+)小于1.0×10-
5，Al3+沉淀完全，这一阶段除去的金属离子是Al3+；故答案为：2.8×10-9、Al3+。
（4）加入少量BaS溶液除去Ni2+，此时溶液中发生的离子方程式为BaS+Ni2++SO
=BaSO ↓+NiS↓，生成的沉淀有BaSO、NiS。
4 4
（5）在电解槽中，Mn2+发生反应生成MnO ，反应的离子方程式为Mn2++2H O
2 2
H↑+MnO↓+2H+；电解时电解液中Mn2+大量减少，H+大量增加，需要加入Mn(OH) 以
2 2 2
保持电解液成分的稳定；故答案为：Mn2++2H O H↑+MnO↓+2H+、加入
2 2 2
Mn(OH) 。
2
（6）煅烧窑中MnO 与LiCO 发生反应生成LiMn O，反应的化学方程式为
2 2 3 2 4
2LiCO+8MnO 4LiMn O+2CO ↑+O ↑；故答案为：2LiCO+8MnO
2 3 2 2 4 2 2 2 3 2
4LiMn O+2CO ↑+O ↑。
2 4 2 2
7．铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在，主要杂质为铁、
铝、硅、磷等的化合物，从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如下图所示：
已知：最高价铬酸根在酸性介质中以Cr O 存在，在碱性介质中以CrO 存在。
2
回答下列问题：
(1)煅烧过程中，钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐，其中含铬化合物主要为
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学科网（北京）股份有限公司___________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO 和___________。
2
(3)“沉淀”步骤调pH到弱碱性，主要除去的杂质是___________。
(4)“除硅磷”步骤中，使硅、磷分别以MgSiO 和MgNH PO 的形式沉淀，该步需要控
3 4 4
制溶液的pH≈9以达到最好的除杂效果，若pH<9时，会导致___________；pH>9时，
会导致___________。
(5)“分离钒”步骤中，将溶液pH调到1.8左右得到VO 沉淀，VO 在pH<1时，溶解
2 5 2 5
为VO 或VO3+在碱性条件下，溶解为VO 或VO ，上述性质说明VO 具有
2 5
___________(填标号)。
A．酸性 B．碱性 C．两性
(6)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠(Na SO)溶液，反应的离子方程式为___________。
2 2 5
【答案】(1)Na CrO
2 4
(2)Fe O
2 3
(3)Al(OH)
3
(4) 磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀，同时可能产
4 4
生硅酸胶状沉淀不宜处理 会导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO 沉淀，
3
导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀
4 4
(5)C
(6)2Cr O +3S O +10H+=4Cr3++6SO +5H O
2 2 2
【分析】由题给流程可知，铬钒渣在氢氧化钠和空气中煅烧，将钒、铬、铝、硅、磷
等元素转化为相应的最高价含氧酸盐，煅烧渣加入水浸取、过滤得到含有二氧化硅、
氧化铁的滤渣和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将Al元素转化为氢氧化铝沉
淀，过滤得到强氧化铝滤渣和滤液；向滤液中加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液将硅元素、
磷元素转化为MgSiO 和MgNH PO 沉淀，过滤得到含有MgSiO 、MgNH PO 的滤渣
3 4 4 3 4 4
和滤液；向滤液中加入稀硫酸调节溶液pH将钒元素转化为五氧化二钒，过滤得到五氧
化二钒和滤液；向滤液中焦亚硫酸钠溶液将铬元素转化为三价铬离子，调节溶液pH将
铬元素转化为氢氧化铬沉淀，过滤得到氢氧化铬。
【详解】（1）由分析可知，煅烧过程中，铬元素转化为铬酸钠，故答案为：
NaCrO；
2 4
（2）由分析可知，水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁，故答案为：Fe O；
2 3
试卷第16页，共31页（3）由分析可知，沉淀步骤调pH到弱碱性的目的是将Al元素转化为氢氧化铝沉淀，
故答案为：Al(OH) ；
3
（4）由分析可知，加入硫酸镁溶液、硫酸铵溶液的目的是将硅元素、磷元素转化为
MgSiO 和MgNH PO 沉淀，若溶液pH<9时，磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致
3 4 4
MgNH PO 无法完全沉淀，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；若溶液pH>9时，会
4 4
导镁离子生成氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO 沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液
3
中铵根离子浓度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀，故答案为：磷酸根会与H+反应使
4 4
其浓度降低导致MgNH PO ，同时可能产生硅酸胶状沉淀不宜处理；会导镁离子生成
4 4
氢氧化镁沉淀，不能形成MgSiO 沉淀，导致产品中混有杂质，同时溶液中铵根离子浓
3
度降低导致MgNH PO 无法完全沉淀；
4 4
（5）由题给信息可知，五氧化二钒水能与酸溶液反应生成盐和水，也能与碱溶液发生
生成盐和水的两性氧化物，故选C；
（6）由题意可知，还原步骤中加入焦亚硫酸钠溶液的目的是将铬元素转化为铬离子，
反应的离子方程式为2Cr O +3S O +10H+=4Cr3++6SO +5H O，故答案为：2Cr O
2 2 2 2
+3S O +10H+=4Cr3++6SO +5H O。
2 2
8． 是一种压电材料。以 为原料，采用下列路线可制备粉状 。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_______。
(2)“焙烧”后固体产物有 、易溶于水的 和微溶于水的 。“浸取”时主要
反应的离子方程式为_______。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是_______(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸 c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？_______，其原因是_______。
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学科网（北京）股份有限公司(5)“沉淀”步骤中生成 的化学方程式为_______。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的 _______。
【答案】(1)做还原剂，将 还原
(2)
(3)c
(4) 不可行 产物中的硫化物与酸反应生成的有毒气体 会污染空气，而且
与盐酸反应生成可溶于水的 ，导致 溶液中混有 杂质无法除去、
最终所得产品的纯度降低
(5)
(6)
【分析】由流程和题中信息可知， 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧
得到 、 、易溶于水的 和微溶于水的 ；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中
碳粉和 ，滤液中有 和 ；滤液经酸化后浓缩结晶得到 晶体；
晶体溶于水后，加入 和 将钡离子充分沉淀得到 ；
经热分解得到 。
【详解】（1）“焙烧”步骤中， 与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得
到 、 、 和 ， 被还原为 ，因此，碳粉的主要作用是做还原
剂，将 还原。
（2）“焙烧”后固体产物有 、易溶于水的 和微溶于水的 。易溶于水的
试卷第18页，共31页与过量的 可以发生复分解反应生成硫化钙沉淀，因此，“浸取”时主要反
应的离子方程式为 。
（3）“酸化”步骤是为了将 转化为易溶液于的钡盐，由于硫酸钡和磷酸钡均不溶
于水，而 可溶于水，因此，应选用的酸是盐酸，选c。
（4）如果焙烧后的产物直接用酸浸取是不可行的，其原因是：产物中的硫化物与酸反
应生成的有毒气体 会污染空气，而且 与盐酸反应生成可溶于水的 ，导致
溶液中混有 杂质无法除去、最终所得产品的纯度降低。
（5）“沉淀”步骤中生成 的化学方程式为： + +
= 。
（6）“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为，
，因此，产生的 = 。
9．金属镍广泛应用于制造记忆合金、储氢合金以及用作加氢反应的催化剂，是重要的
战略物资，但资源匮乏。从某废镍渣(含NiFe O、NiO、FeO、Al O)中回收镍并转化
2 4 2 3
为NiSO 的流程如图所示：
4
回答下列问题：
(1)“碱浸”时发生反应的离子方程式为___________。
(2)“焙烧”后金属元素以硫酸盐的形式存在，写出NiO与(NH )SO 反应的化学方程式
4 2 4
___________。
(3)使用95℃热水“溶解”后过滤，所得滤渣的主要成分的化学式是___________。
(4)①“萃取”时发生反应 (Mn+为金属离子，RH为萃取剂)，萃
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学科网（北京）股份有限公司取率与 的关系如下表所示，当 时，水层中主要的阳离子为
___________。
萃取率/% 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4
Ni2+ 55% 68% 80% 99% 99.5% 99.8% 99.9%
Fe2+ 2% 2% 4% 5% 8% 30% 58%
②物质X的化学式为___________。
(5)碳酸镍受热可分解为NiO，NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A为
(0，0，0)，B为(1，1，0)，则C离子坐标参数为___________。
(6)一定温度下，NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”，可以认为 作密置
单层排列，Ni2+填充其中(如图乙)，已知 的半径为apm，设阿伏加德罗常数的值为
N ，每平方米面积上分散的该晶体的质量为___________g(用含a、N 的代数式表示)。
A A
【答案】(1)
(2)
(3)Fe(OH)
3
(4) Fe2+、H+ HSO
2 4
(5)(1， ， )
试卷第20页，共31页(6)
【分析】废镍渣 ，粉碎后加入NaOH溶液碱浸，则废
镍渣中的 和NaOH反应，反应的离子方程式为 ；通
过过滤分离，剩下的物质经过焙烧加入 ,金属变成硫酸盐，
与 反应生成的盐为 ,同时又氨气生成；95℃热水溶解，
水解为 ；经过萃取将 分离，得到含 的有机层，最后得到
；
【详解】（1）根据分析可知，“碱浸”时发生反应的离子方程式为：
；
（2）根据分析可知，“焙烧”后金属元素以硫酸盐的形式存在，则NiO与
的方程式为 ;
（3）烧渣中含有 ，95℃热水“溶解” 水解为 ，则
过滤所得滤渣的化学式为 ；
（4）从表中数据可以看出，当为0.25时， 萃取率分别为99%，5%,所以
进入有机相， 主要存在于水中和萃取过程中产生 在水层；为了从有机相中获得
金属离子，需要使平衡 逆向，加入酸增加产物浓度平衡逆向移
动，为了不引入更多杂质，所以加入X为 ；
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学科网（北京）股份有限公司（5）NiO的晶体结构如图甲所示，其中离子坐标参数A为（0，0，0），B为（1，
1，0），C在x,y,z轴上的投影分别是1， ， ，所以C的晶胞参数为（1， ，
）；
（6）根据图知，每个Ni原子被3个O原子包围，每个O原子被3个Ni原子包围，相
邻的3个圆中心连线为正三角形，三角形的边长为2apm，每个三角形含有一个Ni原
子，三角形的面积= ，实际上每个Ni原子
被两个小三角形包含小平行四边形面积为 ，O原子个数= ，每
平方米面积上分散的该晶体的质量=
。
10．工业上以黄铁矿(主要成分为 ，含有少量NiS、CuS、 等杂质)为原料制备
，工艺流程如图所示：
已知：①滤液A中，阳离子的浓度均为0.2mol/L
②室温时，常见物质的 见下表
(1)为了使焙烧充分进行，可采取的措施为___________(答出一点即可)
(2)气体A可能产生的环境问题是___________。
(3)室温时，调节pH的范围为___________。
试卷第22页，共31页(4)转化2中主要反应的离子方程式为___________。
(5)相同温度下，溶解度 ___________ (填“>”“<”“=”)
(6)锅炉的水垢中经常含有滤渣B的主要成分，不利于除去水垢，经常先将其用
溶液进行转化再除去，转化的离子方程式为______，该反应正向_____(填
“能”或“不能”)进行完全，通过计算说明___________。
【答案】(1)将黄铁矿粉碎或适当增大空气的进量(其他合理答案均可)
(2)酸雨
(3)
(4)
(5)<
(6) 不能 K=
= =3×103＜1×105
【分析】由题给流程可知，黄铁矿在空气中焙烧时，金属硫化物与空气中的氧气高温
下反应生成金属氧化物和二氧化硫，向焙烧渣中加入稀硫酸酸浸时，金属氧化物与稀
硫酸反应转化为可溶硫酸盐，二氧化硅与稀硫酸不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤
渣和含有可溶硫酸盐的滤液；调节滤液的pH，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得
到含有铜离子、镍离子的滤液A和氢氧化铁；向氢氧化铁中加入稀硫酸和铁，将氢氧
化铁转化为硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入石灰乳和氢氰酸，将亚铁离子转化为
离子，过滤得到含有硫酸钙的滤渣B和滤液；向滤液中加入碳酸钠溶液，
将溶液中的钙离子转化为碳酸钙沉淀，过滤得到含有碳酸钙的滤渣C和滤液；向滤液
中加入氯化钾固体，将 转化为溶解度小的 ，反应所得溶
液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到 固体。
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学科网（北京）股份有限公司【详解】（1）将黄铁矿粉碎、适当增大空气的进量等措施使黄铁矿焙烧充分进行，提
高原料的利用率，故答案为：将黄铁矿粉碎或适当增大空气的进量；
（2）由分析可知，气体A为能形成酸雨的二氧化硫，，故答案为：酸雨；
（3）由分析可知，调节滤液的pH的目的是将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，而铜离子、
镍离子不转化为氢氧化物沉淀，由氢氧化铁的溶度积可知，铁离子完全沉淀时，溶液
中氢氧根离子浓度应大于 =1×10—11mol/L，溶液pH大于3，由氢氧化铜
溶度积可知，溶液中铜离子不产生沉淀，溶液中氢氧根离子浓度应小于
=1×10—9.5mol/L，溶液pH小于4.5，则室温时，调节pH的范围为 ，故答案
为： ；
（4）由分析可知，转化2的目的是向硫酸亚铁溶液中加入石灰乳和氢氰酸，将亚铁离
子转化为 离子，反应的离子方程式为
，故答案为：
；
（5）由分析可知，加入氯化钾固体的目的是将 转化为溶解度小的
，故答案为：<；
（6）由分析可知，滤渣B的主要成分是硫酸钙，微溶的硫酸钙与碳酸钠溶液反应生成
难溶的碳酸钙和硫酸钠，反应的离子方程式为
，反应的平衡常数K= =
= = =3×103＜1×105，则该反应正向不能进行完全，
试卷第24页，共31页故答案为： ；不能；K= =
=3×103＜1×105。
11．纳米级硒化铜( )是钠离子电池的正极材料。某小组以黄铜矿(主要含
，含少量 、 杂质)为原料，在酸性条件下采用生物催化氧化法制备纳
米级硒化铜的流程如图所示：
请回答下列问题：
(1)滤渣的主要成分是___________(填化学式)。深蓝色溶液中溶质的主要成分是
___________(填化学式)。
(2)“浸取”步骤中，其他条件相同时，测得金属浸出率与温度的关系如图所示。
酸性溶液/细菌
40℃时金属浸出率达到“峰值”的原因可能是___________。
(3)“浸取”步骤中，每浸取1mol 理论上消耗氧气的物质的量为
___________mol。
(4)用CuO或 替代氨水可以达到相同的目的，其可能原因是___________。
【答案】(1) Fe(OH) Cu(NH )SO
3 3 4 4
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学科网（北京）股份有限公司(2)温度低于40℃时，随着温度升高，细菌活性增强，使金属浸出率增大；温度高于
40℃时，
随着温度升高，细菌失活，铁离子水解程度增大，浸出率降低
(3)4.25
(4)CuO、 可以促进铁离子水解
【分析】黄铜矿(主要含 ，含少量 、 杂质)，加入酸性溶液和细菌并且
通入空气，过滤后得到Fe (SO ) 和CuSO 的混合溶液，向滤液中通入过量氨水，
2 4 3 4
Fe (SO ) 转化为Fe(OH) 沉淀，CuSO 与氨水反应先生成Cu(OH) ，Cu(OH) 又溶于过
2 4 3 3 4 2 2
量氨水得到Cu(NH )SO 溶液，再加入酸后得到的沉淀在高压中和H 在加热下反应生
3 4 4 2
成Cu粉，铜粉再经过一系列操作得到纳米级硒化铜( )，以此解答。
【详解】（1）由分析可知，滤渣的主要成分是Fe(OH) ；深蓝色溶液中溶质的主要成
3
分是Cu(NH )SO 。
3 4 4
（2）温度低于40℃时，随着温度升高，细菌活性增强，使金属浸出率增大；温度高
于40℃时，随着温度升高，细菌失活，铁离子水解程度增大，浸出率降低。
（3）“浸取”步骤中， 转化为Fe (SO ) 和CuSO ，Fe元素由+2价上升到+3价，
2 4 3 4
S元素由-2价上升到+6价，O元素由0价下降到-2价，每浸取1mol 理论上转移
17mol电子，理论上消耗氧气的物质的量为 。
（4）用CuO或 替代氨水可以达到相同的目的，其可能原因是：CuO、
可以促进铁离子水解。
12．以废锌电池预处理物(主要成分为ZnO，另含少量 、CuO、 、MnO等)为
原料可生产草酸锌晶体( )、生产流程如下图所示。
试卷第26页，共31页已知：常温下，溶度积常数 ； 。
回答问题：
(1)“酸浸”后所得“滤渣A”的主要成分为_______。
(2)“除锰”时，反应的离子方程式为_______。
(3)“除铁”时，加入ZnO的目的是_______。
(4)“除铜”后要求溶液中 mol·L ，若溶液中 浓度为0.1 mol·L
试列式计算说明溶液能否达到“除铜”要求_______。
(5)“沉淀”后，需经过滤、洗涤、干燥系列操作分离出草酸锌晶体，检验沉淀是否洗净
的操作为_______。
(6)在通风橱中，将草酸锌晶体置于陶瓷仪器_______(填仪器名称)中加热分解可制得
ZnO。
【答案】(1)
(2)
(3)调节溶液pH，促进 水解形成沉淀除去
(4)溶液中 mol/L，则
mol/L mol/L，故能达到“除铜”要求
(5)取最后一次洗涤液于试管中，加入 溶液，无白色沉淀产生，则已洗净
(6)坩埚
【分析】用盐酸酸浸主要成分为ZnO，另含少量 、CuO、 、MnO等的废锌
电池，其中只有 不与盐酸反应，其余均能与盐酸反应生成相应的金属阳离子；过
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学科网（北京）股份有限公司滤得含主要成分为 的滤渣，向滤液中加 氧化 生成 除锰，然
后向溶液中加过量的ZnO调pH促进 转化为 而除铁，过滤得含
固体的滤渣B；继续向滤液中加过量的ZnS，使 与ZnS反应转化为CuS沉淀，过
滤除去 ；最后向溶液中加 溶液与 反应生成 ，过滤、
洗涤等步骤得到 晶体。据此分析可得；
【详解】（1）废锌电池的主要成分为ZnO，另含少量 、CuO、 、MnO等，
其中除 不与盐酸反应外，其余均能与盐酸反应生成相应的盐溶液，故滤渣A的主
要成分为 ，故答案为： ；
（2）“除锰”时加过量的 是将 氧化生成 沉淀而除去，则其离子
方程式为 ，故答案为：
；
（3）溶液中存在 平衡，ZnO能与 反应而消
耗 ，从而促进 水解并使其转化为 沉淀二除去，故答案为：调节溶液
pH，促进 水解形成沉淀除去。
（4）溶液中 mol/L，则
mol/L mol/L，故能达到“除铜”要求，故答案为：溶液中
试卷第28页，共31页mol/L，则 mol/L
mol/L，故能达到“除铜”要求；
（5）滤液中含能与 反应生成白色沉淀的 ，所以取最后一次洗涤液于试管中，
加入 溶液，无白色沉淀产生，则已洗净，故答案为：取最后一次洗涤液于试管
中，加入 溶液，无白色沉淀产生，则已洗净；
（6）由草酸锌晶得到ZnO，应将草酸锌晶体置于瓷坩埚中加热分解得到ZnO，故答案
为：坩埚。
13．在镀镍生产过程中，产生的硫酸镍废料(含Cu2+ 、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等杂质
离子)是一种宝贵的可再生资源，某实验小组用粗硫酸镍废料制备硫酸镍
(NiSO ·6H O)，其流程如图所示：
4 2
(1)“滤渣1”的主要成分是___________ (写化学式)， 中S原子采用___________
杂化。
(2)基态Ni2+的价电子排布式为___________。
(3)写出“硫化”过程中Fe3+与HS反应的离子方程式：___________。
2
(4)“氟化”的目的是除去Ca2+、Mg2+ ，已知25℃时， K (CaF )=3.95× 10-11 ；K
sp 2 sp
(MgF )=6.40×10-9。当Mg2+刚好完全沉淀(浓度小于等于10-5 mol·L-1 )时，Ca2+的浓度为
2
___________(保留两位有效数字)mol· L-1。氟化钙的晶胞结构如图所示，该晶体属于
___________ (填“离子”或“ 共价”)晶体，每个Ca2+周围距离最近且等距的F- 有
___________个。
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学科网（北京）股份有限公司【答案】(1) CuS和S sp3
(2)3d8
(3)H S+2Fe3+=2Fe2+ +S↓+2H+
2
(4) 6.2×10-8 离子 8
【分析】硫酸镍废料加入硫酸溶解后加入硫化氢气体，铜离子和硫化氢生成硫化铜沉
淀、Fe3+与HS发生氧化还原反应生成亚铁离子和硫单质，故得到滤渣1含有CuS和
2
S，滤液加入氯气氧化亚铁离子为铁离子，加入Ni(OH) 调节pH，将铁离子、铜离子
2
转化为沉淀，滤液2加入氟化镍，将钙镁离子转化为沉淀，滤液3加入萃取剂将镍离
子萃取入有机相，反萃取得到含有镍离子的水相，蒸发浓缩、冷却结晶得到
NiSO ·6H O；
4 2
【详解】（1）由分析可知，“滤渣1”的主要成分是CuS和S， 中S原子的价层
电子对数为 ，为sp3杂化；
（2）Ni2+为镍原子失去2个电子后形成的离子；基态Ni2+的价电子排布式为3d8；
（3）铁离子具有氧化性、硫化氢具有还原性，“硫化”过程中Fe3+与HS发生氧化还
2
原反应生成亚铁离子和硫单质，离子方程式：HS+2Fe3+=2Fe2+ +S↓+2H+；
2
（4）当Mg2+刚好完全沉淀(浓度小于等于10-5 mol·L-1 )时，
，则Ca2+的浓度为
mol· L-1；
氟化钙是由钙离子和氟离子形成的离子化合物，该晶体属离子晶体，以底面面心钙离
子为例，上下层各有距离最近且等距的F- 4个，故共8个。
试卷第30页，共31页14．用废锰渣(主要成分为 、MgO和 )和硫铁矿(主要成分 )制取
的工艺流程如下：
(1) 较易被氧化成 ，请从原子结构的角度分析其可能的原因：____________。
(2)“酸溶”后需“过滤”的目的是：①防止将 等杂质离子带入还原反应液中，简
化除杂操作：②____________。
(3)已知：室温下 ， ，
，“氧化”后溶液中 。
①欲使溶液中 ，“除铁”过程需控制溶液pH的范围是
____________。
②写出“除铁”过程中生成 反应的化学方程式：____________。
(4)氧化后溶液的 还可用P204(一种有机萃取剂，密度比水小)萃取除去，实验装置
如图所示，从图示装置中得到 水溶液的实验操作方法是____________。
(5)①取 晶体样品，溶于水并加硫酸酸化，用过量 (难溶于
水)将其完全氧化为 ，过滤，洗涤，洗涤液并入滤液，加入 固体，
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学科网（北京）股份有限公司充分反应后，用 标准溶液滴定，用去标准溶液20.00mL，计算样
品中 的质量分数____________。(写出详细计算过程)。
发生的反应为 (未配平)。
②若实验测定 样品的纯度大于100%，可能的原因是____________。
【答案】(1) 氧化成 ，从原子结构角度看，失去的是3d能级上的一个电子，
价电子排布式 ，失去一个电子后变成 半满稳定结构，所以该过程较容易发
生。
(2)酸溶、过滤的目的是分离出 固体，溶液的存在不仅将 带入后续步骤，增
加除杂难度，而且会稀释还原过程加入的硫酸，使反应速率减慢、溶液中 浓度减
小，继而影响除铁效果和最终 产率。
(3) 3.2～8.0
(4)打开磨口塞，慢慢旋转活塞，待下层液体完全放出后，关闭活塞
(5) 若晶体样品失去结晶水，而在数据处理时以“ ”计
算，会使得 质量偏大，质量分数偏大甚至超过100%
【分析】废锰渣(主要成分为 、MgO和 )加硫酸，酸溶，MgO和 溶解，
不溶，过滤后，固体 在酸性条件下，被硫铁矿(主要成分 )还原，其反
应为3MnO +2FeS +6H SO =3MnSO +4S+Fe (SO )+6H O，加MnO 将Fe2+氧化成
2 2 4 4 2 4 3 2 2
₂
Fe3+，加CaCO 调节pH使Fe3+水解生成 ，过滤得S和 ，硫酸锰的溶
3
液，反应Ⅲ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰产品。
【详解】（1） 氧化成 ，从原子结构角度看，失去的是3d能级上的一个电子，
价电子排布式 ，失去一个电子后变成 半满稳定结构，所以该过程较容易发
试卷第32页，共31页生。答案： 氧化成 ，从原子结构角度看， 价电子排布式 ，失去一个
电子后变成 半满稳定结构，所以该过程较容易发生；
（2）酸溶、过滤的目的是分离出 固体，溶液的存在不仅将 带入后续步骤，
增加除杂难度，而且会稀释还原过程加入的硫酸，使反应速率减慢、溶液中 浓度
减小，继而影响除铁效果和最终 产率。
（3）①根据 、完全沉淀时 ，计算 完全
沉淀时溶液的pH： ，pOH＜10.8，pH＞3.2。根据
， ，计算 开始沉淀时溶液的pH：
，pOH＝6，pH＝8。所以“除铁”过程需控制溶液
pH的范围是3.2～8.0。答案：3.2～8.0；
②除铁原理是 和H+反应促进 水解生成 沉淀，故反应方程式为：
；
（4）因为萃取剂的密度比水溶液小，所以水溶液可直接从分液漏斗下端放出，具体操
作为打开磨口塞，慢慢旋转活塞，待下层液体完全放出后，关闭活塞。
（5）① ( )被样品中 生成的 和加入
的 氧化。根据电子守恒得 ，设样品中
物质的量为x，则 物质的量为x ，列式计算
，解得： ，
33 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司， 样品的纯度为：
。
②若晶体样品失去结晶水，而在数据处理时以“ ”计算，会使得
质量偏大，质量分数偏大甚至超过100%。
15．镍钛钯废靶材含钛55％、镍25％、钯18％和杂质铝2％。从镍钛钯废靶材回收有
关金属的工艺流程如下：
已知：Ⅰ．常温下，钛与钯均不溶于盐酸。
Ⅱ． 在溶液中存在配位平衡：
回答下列问题：
(1)“酸溶”所得溶液，经电积可得单质镍，电积沉镍装置如图a所示。电积装置中，交
换膜b应为___________离子交换膜(填“阳”或“阴”)。电解时浓缩室溶液体积保持
不变，当浓缩室得到 的盐酸时，阴极得到Ni的质量小于 ，其原因
为_________。
试卷第34页，共31页(2)“氧化浸出”时，钯(Pd)被氧化生成配位离子 的离子方程式为___________。
(3)”沉钯”时，温度保持在55～65℃，温度不易过高，其原因除防止铵盐分解外，还
有_____。
(4)氯钯酸铵 在“焙烧还原”时所用石英管冷凝壁上有大量白色固体析
出，该固体可在___________操作中循环使用(填操作单元名称)。
(5)钯镍合金在较低温度下形成一种超结构有序相，其立方晶胞结构如图所示，晶胞参
数为 ，结构中有两种八面体空隙，一种完全由镍原子构成( )，另一种由
钯原子和镍原子共同构成( )。
①该晶体的化学式为___________。
②两种八面体空隙中心的最近距离为___________。
【答案】(1) 阴 酸化后溶液中的氢离子也会在阴极放电
(2)
(3) ，反应为吸热反应，升高温度，平衡正
向移动，造成Pd元素的损失
(4)沉钯
(5) PdNi
3
【分析】镍钛钯废靶材加入盐酸酸浸，铝、镍转化为盐溶液进入滤液，滤液加入氢氧
化钠调节pH，铝转化为氢氧化铝沉淀，过滤滤液加入氢氧化钠得到氢氧化镍沉淀，过
35 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
学科网（北京）股份有限公司滤后沉淀加入盐酸溶解，电积沉镍得到镍；钛钯富集料加入盐酸、次氯酸钠氧化将钯
转化为 ，过滤分离出钛固体和滤液，滤液加入铵盐得到 沉淀，
在氮气氛围中通氢气焙烧还原得到Pd；
【详解】（1）由图可知，浓缩室得到较浓盐酸，则阳极室中氢离子向浓缩室迁移、阴
极室中氯离子向浓缩室迁移，故电积装置中，交换膜b应为阴离子交换膜；电解时浓
缩室溶液体积保持不变，当浓缩室得到 的盐酸时，阳极室迁移过来的氢
离子为 ，阴极反应为镍离子得到电子被还原为镍
，根据电子守恒， ，阴极得到Ni的质量0.25mol×59g/
mol=14.75g，由于酸化后溶液中的氢离子也会在阴极放电，导致生成镍的质量小于
；
（2）次氯酸钠具有强氧化性，在盐酸存在条件下，钯(Pd)被氧化生成配位离子 ，
同时生成水，反应为 ；
（3） 在溶液中存在配位平衡： ，反
应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，造成Pd元素的损失；
（4）氯钯酸铵 在“焙烧还原”是和氢气反应生成Pd，根据质量守恒
可知，还会生成氯化铵和HCl，反应为 ，则生
成固体为氯化铵，能在沉钯操作中循环使用；
（5）①根据“均摊法”，晶胞中含 个Pd、 个Ni，则该晶体的化学式为
PdNi 。
3
② 八面体空隙中心为体心、 八面体空隙中心为棱心，则两种八面
试卷第36页，共31页体空隙中心的最近距离为面对角线长度的二分之一，故为 。
37 资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
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