文档内容
高频考点 13 无机化工流程题
1．（2022·山东卷）高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主
要原料制备Cu粉的工艺流程如下，可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是（ ）
A．固体X主要成分是 和S；金属M为Zn
B．浸取时，增大 压强可促进金属离子浸出
C．中和调pH的范围为3.2~4.2
D．还原时，增大溶液酸度有利于Cu的生成
1.D A．经过上述分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH) ，金属M为Zn，A正确；
3
B．CuS难溶于硫酸，在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s) Cu2+(aq)+S2-(aq)，增大O 的浓度，可以反应消耗
2
S2-，使之转化为S，从而使沉淀溶解平衡正向移动，从而可促进金属离子的浸取，B正确；C．根据流程图
可知：用NH 调节溶液pH时，要使Fe3+转化为沉淀，而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中，结合离子
3
沉淀的pH范围，可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2～4.2，C正确；D．在用H 还原Cu2+变为Cu单质
2
时，H 失去电子被氧化为H+，与溶液中OH-结合形成H O，若还原时增大溶液的酸度，c(H+)增大，不利于
2 2
H 失去电子还原Cu单质，因此不利于Cu的生成，D错误；故合理选项是D。
2
2．（2021·河北卷）BiOCl是一种具有珠光泽的材料，利用金属Bi制备BiOCl的工艺流程如图：下列说法错误的是（ ）
A．酸浸工序中分次加入稀HNO 可降低反应剧烈程度
3
B．转化工序中加入稀HCl可抑制生成BiONO
3
C．水解工序中加入少量CH COONa(s)可提高Bi3+水解程度
3
D．水解工序中加入少量NH NO (s)有利于BiOCl的生成
4 3
2.D A．硝酸为强氧化剂，可与金属铋反应，酸浸工序中分次加入稀 ，反应物硝酸的用量减少，
可降低反应剧烈程度，A正确；B．金属铋与硝酸反应生成的硝酸铋会发生水解反应生成 ，水解
的离子方程式为 ，转化工序中加入稀 ，使氢离子浓度增大，根
据勒夏特列原理分析，硝酸铋水解平衡左移，可抑制生成 ，B正确；C．氯化铋水解生成
的离子方程式为 ，水解工序中加入少量 ，醋酸根会结合
氢离子生成弱电解质醋酸，使氢离子浓度减小，根据勒夏特列原理分析，氯化铋水解平衡右移，促进
水解，C正确；D．氯化铋水解生成 的离子方程式为 ，水解工序中
加入少量 ，铵根离子水解生成氢离子，使氢离子浓度增大，根据勒夏特列原理分析，氯化铋
水解平衡左移，不利于生成 ，且部分铋离子与硝酸根、水也会发生反应
，也不利于生成 ，综上所述，D错误；故选D。
3．（双选）（2022·江苏省如皋中学高三开学考试）氯酸镁[Mg(ClO )]常做催熟剂、除草剂等。实验室利用
3
卤块(主要成分为MgCl •6H O，含有MgSO 、FeCl 等杂质)制备少量Mg(ClO ) 的工艺流程如图：
2 2 4 2 3 2部分氢氧化物开始沉淀及沉淀完全的pH如表所示：
氢氧化物 Fe(OH) Fe(OH) Mg(OH)
3 2 2
开始沉淀的pH 1.5 6.5 8.9
沉淀完全的pH 3.2 9.7 10.9
下列说法正确的是（ ）
A．反应I的离子方程式为MnO +5Fe2++4H O=Mn2++5Fe3++8OH-
2
B．反应II后溶液中大量存在的离子是Mg2+、Ba2+、Fe3+、SO 、Cl-
C．调pH时应控制溶液的pH在3.2~8.9
D．反应III属于复分解反应，能够发生的原因是因为生成溶解度相对较小的Mg(ClO )
3 2
3.CD A．反应环境为酸性环境，故离子方程式为：MnO +5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H O，A错误；B．钡离
2
子和硫酸根离子会生成硫酸钡沉淀，不能大量共存，B错误；C．由分析可知，调节pH的目的是为了让三
价铁形成沉淀，同时镁离子不沉淀，根据表格中的数据可知，pH应该在3.2~8.9，C正确；D．过滤后溶液
主要存在的金属阳离子是镁离子，根据流程图可知，镁离子和氯酸根离子反应生成氯酸镁沉淀，属于复分
解反应，就是因为氯酸镁难溶于水，D正确；故选CD。
4．（2022·江苏省上冈高级中学高三开学考试）用硫酸渣(主要成分为Fe O 、SiO )制备铁基颜料铁黄
2 3 2
(FeOOH)的一种工艺流程如图。
已知：“还原”时，发生反应FeS +14Fe3++8H O=2 +15Fe2++16H+；FeS 与H SO 不反应。下列有关说法
2 2 2 2 4
不正确的是（ ）A．“酸溶”时适当提高硫酸浓度可加快反应速率
B．“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量之比为1∶7
C．“过滤I”所得滤液中存在的阳离子主要有Fe2+、Fe3+和H+
D．“沉降、氧化”时发生反应的离子方程式：4Fe2++8NH •H O+O =8NH +4FeOOH↓+2H O
3 2 2 2
4.C A．适当提高硫酸浓度，增大氢离子浓度，可增大反应速率，A正确；B．有关的离子方程式为
FeS +14Fe3++8H O=2 +15Fe2++16H+，反应中FeS 的Fe元素化合价不变，S元素化合价升高，则 为氧
2 2 2
化产物，Fe3+转化为Fe2+，化合价降低，Fe2+为还原产物，则“还原”时氧化产物与还原产物质的物质的量
之比为2∶14=1∶7，B正确；C．滤液中含有硫酸亚铁和过量的硫酸，且生成氢离子，则“过滤I”所得滤液中
存在的阳离子主要有Fe2+和H+，C错误；D．滤液中通入空气氧化，同时加入氨水调节pH生成FeOOH沉淀，
发生的离子方程式为4Fe2++8NH •H O+O =8NH +4FeOOH↓+2H O，D正确；故选C。
3 2 2 2
5．（2022·哈尔滨三中高三阶段练习）以高硫铝土矿(主要成分为Fe O 、Al O 、SiO ，少量FeS 和硫酸盐)
2 3 2 3 2 2
为原料制备聚合硫酸铁[Fe (OH)(SO )] 和明矾的部分工艺流程如下，下列说法错误的是（ ）
2 x 4 y n
已知：赤泥液的主要成分为Na CO 。
2 3
A．聚合硫酸铁可用于净化自来水，与其组成中的Fe3+具有氧化性有关
B．赤泥液的作用是吸收“焙烧”阶段中产生的SO
2
C．在“聚合”阶段，若增加Fe O 用量，会使[Fe (OH)(SO )] 中x变大
2 3 2 x 4 y n
D．从“滤液”到“明矾”的过程中还应有“除硅”步骤
5.A A.聚合硫酸铁可用于净水，原理是聚合硫酸铁中的Fe3+水解生成的Fe(OH) 胶体可吸附水中的悬浮物
3
和杂质，与Fe3+的氧化性无关，故A项错误；B.赤泥液主要成分是Na CO ，可吸收焙烧产生的SO ，故B项
2 3 2
正确；C.聚合硫酸铁中的OH-来源于Fe O ，因此增加Fe O 用量会使[Fe (OH)(SO )] 中x变大，故C项正确；
2 3 2 3 2 x 4 y n
D.制备明矾的滤液中含有 ，应预先除去，故D项正确。故答案选：A。
6．（2022·江苏南通·高三开学考试）用低品铜矿(主要含CuS、FeO)制备 的一种工艺流程如下：下列说法正确的是（ ）
A．“酸浸”过程中CuS发生反应的离子方程式为：
B．已知酸浸液中含 ，为检验是否含有 ，可先加入KSCN溶液，再加氯水观察现象
C．1个 晶胞(如图)中含4个氧原子
D．水合肼浓度过大， 产率下降，可能的原因是 进一步被还原成单质铜
6.D A．CuS是难溶物，“酸浸”过程中CuS发生反应的离子方程式为：
，故A错误；B．已知酸浸液中含 ，为检验是否含有 ，
可先加入KSCN溶液，再加氯水观察现象，都是一样的现象，应加入酸性高锰酸钾溶液，酸性高锰酸钾与
亚铁离子反应，看溶液是否褪色，故B错误；C． 晶胞中白球为2个，黑球为4个，因此1个 晶
胞中含2个氧原子，故C错误；D．水合肼浓度过大， 产率下降，由于氧化亚铜中铜为+1价，具有氧
化性，因此可能的原因是 与水合肼进一步被还原成单质铜，故D正确。综上所述，答案为D。
7．以低品位粉煤灰(主要成分为 ，还含有少量 杂质)为原料制备 的工艺流程如下，
下列说法错误的是（ ）A．“酸浸”时，适当增大盐酸浓度可提高金属离子的浸出速率
B．应选择蒸馏水对得到的 粗品进行洗涤
C．“母液”经一系列操作后可重新获得
D．与在HCl气流中蒸发结晶相比，盐析结晶对设备的要求较低
7.B A．酸浸时，适当增大盐酸浓度，可增大溶液中氢离子浓度，有利于提高金属离子的浸出速率，故A
正确；B．六水氯化铝晶体易溶于水，用蒸馏水洗涤会使晶体溶解造成产率降低，应选择浓盐酸或乙醇洗
涤，故B错误；C．由分析可知，母液的主要成分是氯化亚铁，经一系列操作后可重新获得四水氯化亚铁
晶体循环使用，故C正确；D．氯化亚铁溶液的酸性较弱，与盐酸相比，对设备腐蚀程度较小，且盐析结
晶在常温下进行，所以与在氯化氢气流中蒸发结晶相比，盐析结晶对设备的要求较低，故D正确；故选
B。
8．（2022·全国乙卷）废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有 、 、 和Pb。还有少量Ba、Fe、Al
的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源，通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表：
难溶电解质
一定条件下，一些金属氢氧化物沉淀时的 如下表：
金属氢氧化物
开始沉淀的pH 2.3 6.8 3.5 7.2
完全沉淀的pH 3.2 8.3 4.6 9.1
回答下列问题：(1)在“脱硫”中 转化反应的离子方程式为________，用沉淀溶解平衡原理解释选择 的原因
________。
(2)在“脱硫”中，加入 不能使铅膏中 完全转化，原因是________。
(3)在“酸浸”中，除加入醋酸( )，还要加入 。
(ⅰ)能被 氧化的离子是________；
(ⅱ) 促进了金属Pb在醋酸中转化为 ，其化学方程式为________；
(ⅲ) 也能使 转化为 ， 的作用是________。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9，滤渣的主要成分是________。
(5)“沉铅”的滤液中，金属离子有________。
8. (1) PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq) 反应PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq)的平衡常数K=
4 3 4 3
=3.4 105>105，PbSO 可以比较彻底的转化为PbCO
4 3
(2)反应BaSO (s)+CO (aq)= BaCO (s)+SO (aq)的平衡常数K= =0.04<<105，反应正向进行的程度有限
4 3
(3) Fe2+ Pb+H O +2HAc=Pb(Ac) +2H O 作还原剂
2 2 2 2
(4)Fe(OH) 、Al(OH)
3 3
(5)Ba2+、Na+
解析：(1)“脱硫”中，碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠，反应的离子方程式为：PbSO (s)+CO
4
(aq)= PbCO (s)+SO (aq)，由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知，K (PbCO )=7.4 10-14，
3 sp 3
K (PbSO )=2.5 10-8，反应PbSO (s)+CO (aq)= PbCO (s)+SO (aq)的平衡常数K= = =
sp 4 4 3= ≈3.4 105>105，说明可以转化的比较彻底，且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶
液中，减少铅的损失。
(2)反应BaSO (s)+CO (aq)= BaCO (s)+SO (aq)的平衡常数K= = = =
4 3
≈0.04<<105，说明该反应正向进行的程度有限，因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO 完全转化。
4
(3)（i）过氧化氢有氧化性，亚铁离子有还原性，会被过氧化氢氧化为铁离子。
（ii）过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac) ，过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成Pb(Ac)
2 2
和H O，依据得失电子守恒和原子守恒可知，反应的化学方程式为：Pb+H O +2HAc=Pb(Ac) +2H O。
2 2 2 2 2
（iii）过氧化氢也能使PbO 转化为Pb(Ac) ，铅元素化合价由+4价降低到了+2价，PbO 是氧化剂，则过氧
2 2 2
化氢是还原剂。
(4)酸浸后溶液的pH约为4.9，依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知，滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)依据分析可知，加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO 完全转化，铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧
4
化铝沉淀，铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅，因此沉铅的滤液中，金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、
氢氧化钠时引入的Na+。
9．（2022·山东卷）工业上以氟磷灰石[ ，含 等杂质]为原料生产磷酸和石膏，工艺流程如
下：
回答下列问题：
(1)酸解时有 产生。氢氟酸与 反应生成二元强酸 ，离子方程式为_______。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中，按物质的量之比 加入 脱氟，充分反应后， _______ ；再分批加入一定量的 ，首先转化为沉淀的离子是_______。
(3) 浓度(以 计)在一定范围时，石膏存在形式与温度、 浓度(以 计)的关系如图甲所示。
酸解后，在所得 、 为45的混合体系中，石膏存在形式为_______(填化学式)；洗涤时使用一定
浓度的硫酸溶液而不使用水，原因是_______，回收利用洗涤液X的操作单元是_______；一定温度下，石
膏存在形式与溶液中 和 的关系如图乙所示，下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是
_______(填标号)。
A． 、 、 B． 、 、
C． 、 、 D． 、 、
9.(1)6HF+SiO =2H++ +2H O
2 2
(2)
(3) CaSO •0.5H O 抑制CaSO 的溶解，提高产品石膏的产率 酸解 AD
4 2 4
解析：氟磷灰石用硫酸溶解后过滤，得到粗磷酸和滤渣，滤渣经洗涤后结晶转化为石膏；粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和 ，过滤，滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
（1）氢氟酸与SiO 反应生成二元强酸H SiF ，该反应的离子方程式为6HF+SiO =2H++ +2H O。
2 2 6 2 2
（2）精制1中，按物质的量之比n(Na CO ):n( )= 1:1加入Na CO 脱氟，该反应的化学方程式为H SiF +
2 3 2 3 2 6
Na CO = Na SiF ↓+CO ↑+ H O，充分反应后得到沉淀Na SiF ，溶液中有饱和的Na SiF ，且c(Na+)=2c(
2 3 2 6 2 2 2 6 2 6
)，根据Na SiF 的溶度积可知Ksp= c2(Na+)• c( )=4c3( )，c( ) = mol•L-1，因
2 6
此c(Na+)=2c( )= mol•L-1；同时，粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液，c(Ca2+)=c( )=
mol•L-1；分批加入一定量的BaCO ，当BaSiF 沉淀开始生成时，c(Ba2+)=
3 6
mol•L-1，当BaSO 沉淀开始生成时，c(Ba2+)= mol•L-1，因此，首先
4
转化为沉淀的离子是 ，然后才是 。
（3）根据图中的坐标信息，酸解后，在所得100℃、P O %为45的混合体系中，石膏存在形式为
2 5
CaSO •0.5H O；CaSO 在硫酸中的溶解度小于在水中的，因此，洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水
4 2 4
的原因是：减少CaSO 的溶解损失，提高产品石膏的产率；洗涤液X中含有硫酸，其具有回收利用的价值，
4
由于酸解时使用的也是硫酸，因此，回收利用洗涤液X的操作单元是：酸解。由图甲信息可知，温度越低，
越有利于实现酸解所得石膏结晶的转化，由图乙信息可知，体系温度为65℃时，位于65℃线上方的晶体全
部以CaSO •0.5H O形式存在，位于65℃线下方的晶体全部以CaSO •2H O。体系温度为80℃时，位于80℃
4 2 4 2
线下方的晶体全部以CaSO •2H O形式存在，位于80℃线上方的晶体全部以CaSO •0.5H O形式存在，据此
4 2 4 2
分析：
A． P O %= l5、SO %= 15，由图乙信息可知，该点坐标位于65℃线以下，晶体以CaSO •2H O形式存在，
2 5 3 4 2
可以实现石膏晶体的转化，A符合题意；
B． P O %= 10、SO %= 20，由图乙信息可知，该点坐标位于80℃线的上方，晶体全部以CaSO •0.5H O形
2 5 3 4 2式存在，故不能实现晶体的转化， B不符合题意；
C．P O %= 10、SO %= 30，由图乙信息可知，该点坐标位于65℃线上方，晶体全部以CaSO •0.5H O形式存
2 5 3 4 2
在，故不能实现晶体转化， C不符合题意；
D． P O %=10、SO %= 10，由图乙信息可知，该点坐标位于80℃线下方，晶体全部以CaSO •2H O形式存
2 5 3 4 2
在，故能实现晶体的完全转化，D符合题意；
综上所述，能实现酸解所得石膏结晶转化的是AD。
10．（2022·河北衡水高三模拟）以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣，合理利用废渣可以减少环境污
染，变废为宝。工业上利用废渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe O )和回收
2 3
(NH ) SO ，具体生产流程如图：
4 2 4
（1）在废渣溶解操作时，应选用___溶解(填字母)。
A．氨水 B．氢氧化钠溶液 C．盐酸 D．硫酸
（2）为了提高废渣的浸取率，可采用的措施有哪些？___(至少写出两点)。
（3）物质A是一种氧化剂，工业上最好选用___(供选择使用的有：空气、Cl 、MnO )。氧化过程中发生反
2 2
应的离子方程式为___。
（4）根据如图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH和氧化时间三方面说明)是：
___。
（5）铵黄铁矾的化学式可表示为(NH )Fe(SO )(OH) ，其化学式可通过下列实验测定：
4 x y 4 z w
①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解，将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00mL溶液A。
②量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl 溶液至沉淀完全，过滤、洗涤、干燥至恒重，得到白色固体
2
9.32g。③量取25.00mL溶液A，加入足量NaOH溶液，加热，收集到标准状况下气体448mL，同时有红褐色沉淀生
成。
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧，最终得固体4.80g。
通过计算，可确定铵黄铁矾的化学式为___。(已知铵黄铁矾的摩尔质量为960g•mol-1，计算过程中不考虑
固体损失和气体溶解。)
10.（1）D
（2）将废渣粉碎、加热、搅拌等
（3）空气 4Fe2++O +4H+=4Fe3++2H O
2 2
（4）溶液温度控制在80℃，pH控制在1.5，氧化时间4-6之间
（5）(NH ) Fe (SO ) (OH)
4 2 6 4 4 12
解析：（1）结合流程可知，废渣中含有Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO，故废渣溶解操作时，应选
用硫酸溶解比较合适。
（2）为了提高废渣的浸取率，可以将废渣进一步粉碎，以增大固体的表面积提高反应速率，还可以采用
加热、搅拌等方法。
（3）废渣溶解后，加入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，提供的三种氧化剂中只有空气(O )是绿色氧化剂；反应
2
化学方程式为：4Fe2++O +4H+=4Fe3++2H O。
2 2
（4）由三条曲线可得，相同时间内，80℃、pH=1.5时，Fe2+的转化率最高，故应选该条件，浸取4小时之
后再延长时间转化率提高不大，故浸取4小时较合适，综上分析，工业上氧化操作时应控制的条件是：溶
液温度控制在80℃，pH控制在1.5，氧化时间为4h左右。
（ 5 ） 由 ② 得 ， n(SO )=n(BaSO )=0.04mol ； 由 ③ 得 ， n(NH )=n(NH )=0.02mol ； 由 ④ 得 ，
4 3
n(Fe)=2n(Fe O )=0.06mol；所以，结合(NH )Fe(SO )(OH) ，可设为(NH )Fe (SO ) (OH) ，由正负化合价代数
2 3 4 x y 4 z w 4 x 3x 4 2x w
和为0得：w=6x，又因为(NH )Fe(SO )(OH) 的摩尔质量为960g•mol-1，其化学式为：(NH ) Fe (SO ) (OH)
4 x y 4 z w 4 2 6 4 4 12
11．（2022·潍坊高三期中）钒有“工业维生素”之称。我国是世界上主要的钒相关产品出口国。一种以钒
矿粉(含+3、+4、+5价钒，同时还含有SiO 、Fe O 、铝硅酸盐等)为原料制备NH VO 的工艺流程如图。
2 3 4 4 3
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子 Fe3+ Fe2+ Al3+ Mn2+开始沉淀pH 1.9 7.0 3.0 8.1
完全沉淀pH 3.2 9.0 4.7 10.1
已知：Al(OH) 在pH>12时溶解。回答下列问题：
3
（1）NH VO 中V的化合价为_______价；“酸浸氧化”时，可以提高反应速率的方法有很多，请写出其中
4 3
两点：_______、_______。
（2）“酸浸氧化”中，VO+和VO2+被氧化成VO 。VO2+转化为VO 反应的离子方程式为_______。
（3）“中和沉淀”中加入的NaOH溶液与过量H SO 发生的反应为_______(填“吸热”或“放热”)反应。
2 4
从“中和沉淀”的条件看，“滤渣②”中除了含有V O ·xH O外，还含有的物质的化学式为_______。
2 5 2
（4）“沉淀转溶”时将V O ·xH O转化为钒酸盐，该反应的离子方程式为_______，同时溶解的还有
2 5 2
_______(填化学式)。
（5）“沉钒”时，加入的NH Cl应过量，其原因是_______；检验“滤液⑤”中金属阳离子的方法是
4
_______。
11.（1）+5 适当升高温度 搅拌
（2）2VO2++MnO =2VO +Mn2+
2
（3）放热 Fe(OH) 、Al(OH)
3 3
（4）V O ·xH O+2OH-=2VO +(1+x)H O Al(OH)
2 5 2 2 3
（5）使NH VO 充分析出 焰色试验
4 3
解析：（1）根据化合物中元素化合价代数和为0计算可知NH VO 中V的化合价为+5价；提高温度，搅拌，
4 3
可以提高“酸浸氧化”时的反应速率；答案为：+5；适当升高温度；搅拌；
（2）“酸浸氧化”中，二氧化锰做氧化剂，可以将VO+、VO2+氧化成VO ，氧化VO2+的离子方程式为
2VO2++MnO =2VO +Mn2+，答案为：2VO2++MnO =2VO +Mn2+；
2 2
（3）酸碱中和反应是放热反应；通过表格信息可知三价铁离子在pH=3.2时已经完全沉淀，铝离子在
pH=3.0时开始沉淀，所以 “滤渣②”中除了含有V O ·xH O外，还含有Fe(OH) 、Al(OH) ，答案为：放热；
2 5 2 3 3
Fe(OH) 、Al(OH) ；
3 3（4）“沉淀转溶”时将V O ·xH O转化为钒酸盐，反应的离子方程式为V O ·xH O+2OH-=2VO +(1+x)H O；
2 5 2 2 5 2 2
Al(OH) 在强碱性环境下也可以溶解，所以同时溶解的还有Al(OH) ；答案为：V O ·xH O+2OH-=2VO
3 3 2 5 2
+(1+x)H O；Al(OH) ；
2 3
（5）“沉钒”时，加入的NH Cl应过量，可以利用同离子效应使NH VO 充分析出；“滤液⑤”中金属阳
4 4 3
离子为钠离子，可以采用焰色试验进行检验；答案为：使NH VO 充分析出；焰色试验。
4 3
12．（2022·全国·高三专题练习）三氧化二(Co O )主要用作颜料、釉料、磁性材料，催化剂和氧化剂等。
2 3
以含钴废料(主要成分为Co O ，含有少量MnO ，NiO、Fe O )为原料制备Co O 的流程如图所示：
2 3 2 3 4 2 3
已知：
Ⅰ.“酸浸”后的浸出液中含的阳离子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+。
Ⅱ.部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如表：
沉淀物 Fe(OH) Co(OH) Ni(OH)
3 2 2
完全沉淀时的pH 3.7 9.0 9.2
回答下列问题：
(1)“滤渣1”的化学式为__，“酸浸”时Co O 发生的反应的化学方程式是__。
2 3
(2)“酸浸”时加入H O 的目的是__。生产过程中发现实际消耗双氧水的量大于理论值，可能的原因是__。
2 2
(3)某萃取剂对金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图所示：
使用该萃取剂时应控制的pH约为__，理由是__。(4)“操作1”所得副产品的一种用途为__。已知该物质的溶液加热到100℃时会变质，该物质的溶解度见表：
温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60
溶解
70.6 73.0 75.4 78.0 81.0 84.5 88.0
度/g
操作1是__(填字母)。
A．蒸发结晶 B．降温结晶 C．减压蒸发结晶
(5)“沉钴”时发生反应的离子方程式为__。
(6)有机相提取的Ni2+再生时可用于制备氢电池，该电池充电时的总反应为Ni(OH) +M=NiOOH+MH。则放电
2
时负极的电极反应式为__。
12.(1)
(2) 将+3价的钴还原为 ，将 氧化为 ，便于后续调节pH后除去 酸浸反应放热，使
双氧水分解；废料中的 或生成的 催化双氧水分解
(3) 2.5~3.3 萃取剂在该pH时对 、 萃取率差别大，能分离 、 两种离子
(4) 做氮肥 c
(5)
(6)
解析：（1）由已知I可知，酸浸后浸出液中含有的阳离子为 、 、 、 ，再由已知II可知，
当调节pH至3.7时， 会先以沉淀的形式析出，所以“滤渣1”的化学式为 ；酸浸时
在酸性条件下与 发生氧化还原反应生成 、氧气和水，依据得失电子守恒、质量守恒，化学方程
式为： 。
（2）由分析可知，加入过氧化氢的目的是酸性条件下，氧化钴与过氧化氢发生氧化还原反应生成 ，四氧化三铁中的 与过氧化氢发生氧化还原反应生成 ；过氧化氢的稳定性差，酸浸时，反应放热，
放出的热量能使过氧化氢分解，同时，废料中的二氧化锰或溶液中的 也可以做过氧化氢分解的催化剂，
加快过氧化氢的分解，导致实际消耗的过氧化氢的量大于理论值。
（3）使用该萃取剂萃取 ，单纯从萃取率考虑，萃取率越高越好，但同时还要考虑到 尽可能的不
被萃取，两方面综合考虑，pH应控制在2.5~3.3；因为萃取剂在该pH时对 、 萃取率差别大，能分
离 、 两种离子。
（4）整个过程中加入的物质有：硫酸、过氧化氢、氨水和碳酸氢铵，过氧化氢和碳酸氢根在反应过程中
反应完全，依据质量守恒，溶液中还有的物质为硫酸铵，可用作氮肥；从溶解度角度看，硫酸铵的溶解度
随温度升高有所增大，但变化量不大，且硫酸铵受热易分解，因此操作1应采取减压蒸发结晶，选c。
（5）沉钴时发生的反应为向水相中加入氨水和碳酸氢铵溶液，亚钴离子转化为 沉淀，钴元素
化合价不变，因此发生非氧化还原反应，离子方程式为： 。
（6）由电池充电时的总反应可知，放电时负极为MH，失电子化合价升高，发生氧化反应生成M，因此放
电时负极电极反应式为： 。
