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1．钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿
法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe 的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品
的工艺如下：
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(
)时的pH：
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题：
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理，目的是 ；“滤渣1”中金属元素主要为 。
(2)“过滤1”后的溶液中加入
的作用是 。取少量反应后的溶液，加入化学试剂
检验 ，若出现蓝色沉淀，需补加
。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
(4)“除钴液”中主要的盐有 (写化学式)，残留的
浓度为
。
2．氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着工
业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要基
础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣主要成分为ZnO，还含有铁、铝、铜的氧化物，
1
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、
、
等制取氧化锌的工艺流程如图所示：
已知：相关金属离子
生成氢氧化物沉淀的pH 如下表所示：
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
Zn2+
Cu2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
3.4
8.1
6.2
6.0
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
4.7
10.1
8.2
8.0
9.4
回答下列问题：
(1)为调节溶液的pH，则试剂X 为
填化学式，
(2)除杂时加入高锰酸钾的作用是 ，发生反应的离子方程式为 。
(3)“过滤”所得滤渣的主要成分是
填化学式。
(4)写出“碳化合成”的化学方程式： ；“碳化合成”过程需纯碱稍过量，请设计
实验方案证明纯碱过量： 。
3．工业上以菱锰矿(主要成分为
，还含少量的
、
、
、
、
、
等杂质)为原料制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下。
2
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已知：①该工艺中，相关金属离子
形成
沉淀的pH 如下表：
金属离子
开始沉淀的pH
3.4
1.9
7.0
8.1
9.1
沉淀完全的pH
4.7
3.2
9.0
10.1
11.1
时可认为沉淀完全
②常温下，
，
回答下列问题：
(1)为了提高酸浸速率，除粉碎菱锰矿外还可采取的措施有 (任写两条)。
(2)滤渣1 的主要成分是 、 。
(3)在浸出液中加入
的作用为 。
(4)滤渣2 为
和
，加入氨水调节溶液pH 范围为： 。
(5)加入
的目的是将
、
沉淀除去，常温下，当溶液中
、
完全除去
时，则
。
(6)沉锰时，
溶液中加入
得到
沉淀并有气泡产生，该反应的离子
方程式为 。
4．锑(
)可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为
，还含有
、
、
等)为原料提取锑的工艺如下：
已知：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
如下表所示：
金属离子
3
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开始沉淀时(
)的
2.2
3.7
7.5
完全沉淀时(
)的
3.2
4.7
9.0
回答下列问题：
(1)“溶浸”时氧化产物是S，
被氧化的化学方程式为 。
(2)“还原”时加入
的目的是将 还原，提高产物的纯度。
(3)“水解”时需控制溶液
。
①
发生水解的离子方程式为 。
②为避免水解产物中混入
，
浓度应小于
。
(4)“滤液”中含有的金属阳离子有 。向“滤液”中通入足量 (填化
学式)气体，再将滤液
调至3.5，可析出
沉淀。将沉淀溶于浓盐酸后，产物可返
回 工序循环使用。
(5)
可由
电解制得，阴极的电极反应式为 。
5．碳酸锰可作为陶瓷、涂料和清漆的原料，氧化铜是玻璃、搪瓷、陶瓷等工业的着色剂。
一种利用铜矿(主要成分是CuS，含杂质FeS、
)、软锰矿(主要成分是
，含杂质
、
)联合制备
、CuO 的工艺流程如下(软锰矿相对铜矿稍过量)：
常温下，有关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 见下表：
金属离子
4
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开始沉淀时的pH
7.0
2.2
3.5
5.6
8.0
沉淀完全时(
)的pH
9.0
3.2
4.7
6.7
10.0
回答下列问题：
(1)“滤渣a”中含硫单质，还含有 (填化学式)。
(2)已知
的氧化性比+3 价铁的强，写出“酸浸”时FeS 参与反应的离子方程式：
。软锰矿稍过量的主要目的是 。
(3)除铁铝操作控制溶液的pH 最小为 ，常需要加热煮沸的目的是 。
(4)“沉锰”中生成
的离子方程式为 。
(5)实验室对
沉淀进行洗涤的操作是 。
(6)“蒸氨”所得气体为混合物，则其成分是 (填化学式)。
6．草酸钴在化学中应用广泛，可以用于制取催化剂和指示剂。以钴矿[主要成分是
、
、
，还含有少量
、
、CuO、FeO 及
杂质]制取草酸钴晶体(
)
的工艺流程如图所示：
常温下，有关沉淀数据如表(“完全沉淀时，金属离子浓度
)。
沉淀
恰好完全沉淀时
pH
10.1
9.4
6.7
2.8
5.2
回答下列问题：
(1)“浸取”前，需要对钴矿进行粉碎处理的目的是 ；浸出渣的主要成分是 。
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(填化学式)。浸出液中主要含有
、
、
、
、
和
离子，写出“浸
取”时，
发生反应的化学方程式： 。
(2)“氧化”时，发生反应的离子方程式为 。
(3)常温下，“调节pH”得到的沉淀X 的主要成分是 ；若“调节pH”后，溶液中
，则需调节溶液pH 的范围是 (忽略溶液的体积变化)。
(4)“提纯”分为萃取和反萃取两步进行，先向除杂后的溶液中加入某有机酸萃取剂
，
发生反应：
。当溶液pH 处于4.5 到6.5 之间时，
萃取率随着溶液pH 增大而增大，其原因是 ；反萃取时，应加入的物质是
(填溶液名称)。
7．雷尼镍在工业上广泛用于有机物的加氢催化，其成分主要为Ni，还含有Al、Fe、Mg、
Zn 等元素的单质及氧化物。从废雷尼镍催化剂中回收Ni 元素的工艺流程如下图所示：
已知：相关金属离子[
mol L
⋅
]形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下：
金属离子
开始沉淀时
7.5
2.2
3.7
6.7
7.2
9.4
沉淀完全时
9.0
3.2
4.7
8.2
8.7
10.9
回答下列问题：
(1)“预处理”选用表面活性剂，其作用是 。
(2)“滤液1”中
mol L
⋅
，“调pH”的范围为
，“滤渣2”的
主要成分是 。
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(3)“萃取剂”能够选择性萃取某些金属阳离子，其萃取原理为
。
①“萃取液”中的金属阳离子有 。
②萃取剂P204 和P507 的结构如下图所示(R 表示某烃基)，从物质结构的角度分析可得
P204 的酸性 (填“强于”或“弱于”)P507 的酸性。
(4)“前驱体”存在的一般通式是
，焙烧时生成
和
的物质
的量之比1 5∶，质量保留百分数是52.8%，则“前驱体”的化学式是 ，“沉
镍”时发生的化学方程式是 。
8．钴是生产电池材料、耐高温合金、防腐合金、磁性材料及催化剂的重要原料。一种以湿
法炼锌的净化渣(含有Co、Zn、Fe、Cu、Pb 等金属的单质及其氧化物)为原料提取钴的工艺
流程如图所示：
已知：
①常温下，
，
，
。
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH 范围如下表：
金属离子
开始沉淀时
的pH
6.2
4.0
7.9
2.2
7.5
沉淀完全时
8.5
5.0
9.2
3.2
9.0
7
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的pH
回答下列问题：
(1)“浸出渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)
常用作沉淀剂，在“铜渣”中检测不到
，“除铜液”中
浓度为
，则此时溶液的
［已知常温下，饱和
水溶液中存在关系
式：
］。
(3)过硫酸钠
能将
和
氧化，
和
反应的离子方程式为
。
(4)氧化后，溶液中
浓度为
，利用碳酸钠溶液调节溶液pH．“沉铁”时，
调节溶液pH 的范围是 ，“沉铁”后，调节溶液
的目的是 。
(5)“沉钴”过程中反应的离子方程式为 。“钴回收后废液”中含有的金属离子
主要有 。
(6)以1 吨湿法炼锌净化渣(Co 的质量分数为
)为原料提取出
。在提取过程
中钴的损失率为 %(用含w、m 的代数式表示)。
9．锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石(主要成分为
，还含有铁、钴、
镍、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下：
25℃时，部分物质的溶度积常数如下表一所示，几种金属离子沉淀的pH 如下表二所示。
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表一
物质
Co(OH)2
Ni(OH)2
MnS
CoS
NiS
Ksp
表二
金属离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
Mn2+
开始沉淀的
pH
7.5
3.2
5.2
8.8
完全沉淀的
pH
9.7
3.7
6.4
10.4
回答下列问题：
(1)用硫酸浸取含锰矿石时，提高浸取速率的方法有 (写两种)。
(2)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。
(3)滤渣1 的主要成分是 ，实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是
。
(4)有同学提出，加入(NH4)2S 除钴、除镍的步骤可以放在“除杂1”之前，你是否赞同？请
说明理由： 。
(5)由
晶体制备CuCl2的方法是 。
(6)25℃时，分离出滤渣3 所得的滤液中
= ，欲使沉钴后的溶液中
，需要控制溶液的pH 至少为 。(已知
(7)电解废液中还含有少量Mn2+，向其中加入饱和N
溶液，有沉淀和气体生成，该
反应的离子方程式为 。
10．氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业，随着
工业的飞速发展，我国对氧化锌的需求量日益增加，成为国民经济建设中不可缺少的重要
基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO，还含有铁、铝、铜的氧化物，
Mn2+、Pb2+、Cd2+等)制取氧化锌的工艺流程如图所示：
9
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已知：相关金属离子c(Mn+)=0.1mol/L 生成氢氧化物沉淀的pH 如下表所示：
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
Zn2+
Cu2+
Cd2+
开始沉淀
1.5
6.3
3.4
8.1
6.2
6.0
7.4
沉淀完全
2.8
8.3
4.7
10.1
8.2
8.0
9.4
回答下列问题:
(1)为保证锌渣酸浸的充分，先保持酸过量，且c(H+)=0.5mol/L 左右。写出一种加快锌渣浸
出的方法：
(2)为调节溶液的pH，则试剂X 为 (填化学式)，且调节溶液pH 的范围
是
(3)除杂时加入高锰酸钾的作用是 ，发生反应的离子方程式为
(4)“过滤”所得滤渣的主要成分是 (填化学式)
(5)写出“碳化合成”的化学方程式： ;“碳化合成”过程需纯碱稍过
量，请设计实验方案证明纯碱过量：
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参考答案：
1．(1) 增大固液接触面积，加快酸浸速率，提高浸取效率 Pb
(2) 将溶液中的
氧化为
，以便在后续调pH 时除去Fe 元素
溶液
(3)
(4)
、
【分析】由题中信息可知，用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe 的单质或氧化物的废渣，得
到含有
、
、
、
、
等离子的溶液，Pb 的单质或氧化物与硫酸反应生成
难溶的
，则“滤渣1”为“酸浸”时生成的
；向滤液中加入
将
氧化
为
，然后加入ZnO 调节pH=4 使
完全转化为
，则“滤渣Ⅱ”的主要成分
为
，滤液中的金属离子主要是
、
和
；最后“氧化沉钴”，加入强
氧化剂
，将溶液中
氧化为
，在
时
形成
沉淀，而
则被还原为
，
还会与溶液中的
发生归中反应生成
，得到
和
的混合物，“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4，据此解答。
【详解】（1）在原料预处理过程中，粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积，从而加
快酸浸的反应速率，提高浸取效率；由分析可知，“滤渣1”的主要成分为PbSO4，则“滤
渣1”中金属元素主要为Pb；
（2）酸浸液中含有
、
、
、
、
等离子。由题表中数据可知，当
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完全沉淀时，
未开始沉淀，而当
完全沉淀时，
已有一部分沉淀，因此为了除
去溶液中的Fe 元素且
不沉淀，应先将
氧化为
，然后调节溶液的pH 使
完
全水解转化为
沉淀，因此，
的作用是将
氧化为
，以便在后续调pH
时除去Fe 元素。常用
溶液检验
，若生成蓝色沉淀，则说明溶液中仍存在
，需补加
；
（3）由分析可知，该过程发生两个氧化还原反应，根据分析中两个反应的反应物、产物与
反应环境(
)，结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式：
、
；
（4）最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO 调pH 时
引入的
、加入
“氧化沉钴”时引入的
，而阴离子是在酸浸时引入的
，
因此其中主要的盐有
和
。当溶液
时
，
恰好
完全沉淀，此时溶液中
，则
，则
。“除钴液”的
，即
，
则
，此时溶液中
2
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。
2．
或
或
除去
、
、
或
静置，
取少许上层清液继续滴加纯碱溶液，若无沉淀产生，则证明纯碱过量(或静置，取少许上层
清液滴加
溶液，若有白色沉淀产生，则证明纯碱过量)
【分析】
根据除杂的同时不要掺入新的杂质考虑；
加入高锰酸钾的作用是将
转化为
沉淀，除去
；
由
、
知，“过滤”所得滤渣；
“碳化合成”时加入
，产物为
，写出化学方程式。
【详解】
加入试剂X 的目的是调节溶液的pH，使
、
生成沉淀除去，为不引入
新的杂质离子，可加入ZnO、
、
等；
加入高锰酸钾的作用是将
转化为
沉淀，除去
，反应的离子方程式为
；
由
、
知，“过滤”所得滤渣的主要成分是
、
、
；
“碳化合成”时加入
，产物为
，反应的化学方程式为
3
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或
过量时
；若
不足时，溶液中还有
，继续滴加
溶液有沉淀产生，或
过量时，可检验溶液中的
，具体方法为：静置，取少许上层清液继续滴加纯
碱溶液，若无沉淀产生，则证明纯碱过量或静置，取少许上层清液滴加
溶液，若有
白色沉淀产生，则证明纯碱过量。
3．(1)适当增大硫酸的浓度、适当升高温度、搅拌等
(2)
(3)将
氧化为
(4)
8.1
(5)
(6)
【分析】菱镁矿粉碎后加入稀硫酸酸浸，将碳酸盐和金属氧化物转化为硫酸盐，其中得到
的硫酸钙微溶于水，二氧化硅不与稀硫酸反应，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的滤渣1
和含有可溶性硫酸盐的滤液；向滤液中加入二氧化锰，酸性条件下二氧化锰将溶液中的亚
铁离子转化为铁离子，向反应后的溶液中加入氨水调节溶液pH 在4.7～8.1 范围内，将溶液
中铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铁、氢氧化铝的
滤渣2 和含有钙离子、镁离子、锰离子的滤液；向滤液中加入氟化铵溶液，将溶液中钙离
子、镁离子转化为氟化钙、氟化镁沉淀，过滤得到含有氟化钙、氟化镁的滤渣3 和含有锰
离子的滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液，将锰离子转化为碳酸锰沉淀，过滤、干燥得到
高纯度的碳酸锰，据此分析解题。
【详解】（1）适当增大硫酸的浓度、适当升高温度、搅拌等都可以提高酸浸速率，故答案
4
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为适当增大硫酸的浓度、适当升高温度、搅拌等。
（2）有分析可知，滤渣1 的主要成分是
，
，故答案为
；
。
（3）由分析可知，加入二氧化锰的目的是酸性条件下二氧化锰将溶液中的亚铁离子转化为
铁离子，便于加入氨水调节溶液pH 时转化为沉淀，故答案为将Fe2＋氧化为Fe3＋。
（4）由表格数据可知，加入氨水调节溶液4.7≤pH＜8.1 范围内的目的是将溶液中铁离子、
铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，故答案为4.7≤pH＜8.1；
（5）由氟化钙、氟化镁的溶度积可知，当钙离子的浓度小于等于1.0×10−5mol/L 时，溶液
中的钙离子、镁离子完全除去，则溶液中的氟离子浓度不小于
，故答案为4×10−3。
（6）由题意可知，在30℃～35℃下，将碳酸氢铵溶液滴加到硫酸锰净化液中，控制反应
液的最终pH 在6.5～7.0，得到碳酸锰沉淀的反应为硫酸锰溶液与碳酸氢铵溶液反应生成硫
酸铵、碳酸锰沉淀、二氧化碳和水，反应的离子方程式为
；故答案为
。
4．(1)
(2)
(3)
(4)
、
Cl2 溶浸
(5)
【分析】“溶浸”时反应的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2，含有Fe2O3、
Al2O3、MgO 与盐酸反应生成对应的氯化物，SiO2不反应形成浸出渣，加入Sb 将Fe3+还原
为Fe2+，Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2O
SbOCl+2H
⇋
+，加入HCl 酸溶生成Sb
5
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，最后电解得到Sb；
【详解】（1）“溶浸”时氧化产物是S，则S 元素化合价升高，Fe 元素化合价降低，Sb2S3
被氧化的化学方程式为Sb2S3+6FeCl3=3S+2SbCl3+6FeCl2；
（2）“还原”时加入Sb 的目的是将Fe3+还原，防止其发生水解反应，提高产物的纯度；
（3）①“水解”生成SbOCl，Sb3+发生水解的离子方程式为Sb3++Cl-+H2O=SbOCl↓+2H+；
Fe
②
3+完全沉淀时的pH 为3.2，，c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1，则
Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c(OH-)3=1.0×10-5×(10-10.8)3=1.0×10-37.4，“水解”时需控制溶液pH=2.5，
c(OH-)=
=
=10-11.5mol/L，c(Fe3+)=
=
=10-2.9mol/L；
（4）Fe2O3、Al2O3、与盐酸反应生成FeCl3、AlCl3，加入Sb 将Fe3+还原为Fe2+，“滤液”
中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+；向“滤液”中通入氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+，即通入足
量Cl2，再将滤液pH 调至3.5，可析出Fe(OH)3沉淀，将沉淀溶于浓盐酸后，反应生成
FeCl3，产物FeCl3可返回溶浸工序循环使用；
（5）Sb 可由SbCl 电解制得，Sb 得电子发生还原反应，则阴极的电极反应式为
。
5．(1)SiO2
(2) 2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S+6H2O+3Mn2+ 将+2 价铁完全转化为+3 价铁
(3) 4.7 促进Al3+、Fe3+水解生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，便于分离
(4)Mn2++
+NH3=MnCO3↓+
(5)沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水浸没沉淀，让水自然流下，重复操作2～3 次
(6)NH3、CO2
【分析】铜矿的主要成分是CuS，含杂质FeS、SiO2，软锰矿的要成分是MnO2，含杂质
Fe2O3、Al2O3，铜矿和软锰矿中加入过量稀硫酸进行酸浸，SiO2不溶于稀硫酸，Fe2O3、
Al2O3和稀硫酸反应生成硫酸盐，根据(1)题知，滤渣a 中含有S，则CuS、FeS、MnO2和稀
硫酸反应生成MnSO4、CuSO4、Fe2(SO4)3和S，过滤后，滤渣a 中含有SiO2和S，滤液中加
入过量氨水除去铁铝，得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀，过滤得到的滤渣b 为Fe(OH)3、
6
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Al(OH)3，滤液中加入适量氨水和NH4HCO3进行沉锰得到MnCO3沉淀和可溶性的
Cu(NH3)4CO3，过滤后，将滤液进行蒸氨，(6)“蒸氨”所得气体为混合物，得到的气体有
NH3、CO2，同时还得到CuO。
【详解】（1）通过以上分析知，“滤渣a”中含硫单质，还含有不溶于稀硫酸的SiO2，故
答案为：SiO2；
（2）已知MnO2的氧化性比+3 价铁的强，“酸浸”时FeS 被氧化为Fe3+、S，MnO2被还原
为Mn2+，该反应的离子方程式：2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3++2S+6H2O+3Mn2+，软锰矿稍过量
的主要目的是将+2 价铁完全转化为+3 价铁，故答案为：2FeS+3MnO2+12H+=2Fe3+
+2S+6H2O+3Mn2+；将+2 价铁完全转化为+3 价铁；
（3）除铁铝时，要将Fe3+、Al3+完全转化为沉淀，其它离子不能生成沉淀，Al3+完全沉淀时
Fe3+已经完全沉淀，操作控制溶液的pH 最小为4.7，常需要加热煮沸的目的是促进Al3+、
Fe3+水解生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，便于分离，故答案为：4.7；促进Al3+、Fe3+水解生成
Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，便于分离；
（4）“沉锰”中生成MnCO3的离子方程式为Mn2++
+NH3=MnCO3↓+
；
（5）实验室对MnCO3沉淀进行洗涤的操作是沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水浸没沉淀，让水
自然流下，重复操作2～3 次，故答案为：沿玻璃棒向漏斗中加蒸馏水浸没沉淀，让水自然
流下，重复操作2～3 次；
（6）“蒸氨”时Cu(NH3)4CO3分解生成CuO、NH3和CO2，所以所得气体为混合物，则其
成分是NH3、CO2，故答案为：NH3、CO2。
6．(1) 增大接触面积，加快反应速率，提高浸出率
(2)
(3)
、
、
(4) 溶液pH 增大，溶液中
降低，平衡向正反应方向移动 稀硫酸
7
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【分析】钴矿[主要成分是
、
、
，还含有少量
、
、CuO、
FeO 及
杂质]，加硫酸溶解后金属氧化物及氢氧化物溶于硫酸，再加入亚硫酸钠后二
氧化锰和六价钴被还原成二价钴和二价锰离子，二氧化硅不反应过滤除去；在滤液中加双
氧水将二价铁离子氧化成三价铁，然后加氢氧化钠调节溶液pH 值使三价铁离子、铜离子
和铝离子沉淀、部分锰离子过滤除去；过滤提纯出去剩余锰离子后在滤液中加草酸铵得到
草酸钴晶体，据此分析解答。
【详解】（1）对钴矿进行粉碎处理可以增大其表面积，从而加快其反应速率，提高浸取率；
由以上分析可知浸出渣的为不反应的二氧化硅；由题中信息可知氧化钴被亚硫酸钠还原为
二价钴离子，根据得失电子守恒及元素守恒得反应方程式：
，故答案为：增大接触面积，加快反
应速率，提高浸出率；
；
；
（2）在滤液中加双氧水将二价铁离子氧化成三价铁，反应的离子方程式为：
，故答案为：
；
（3）“调节pH”目的是将溶液中三价铁、铜离子及铝离子沉淀除去，因此得到的沉淀有
、
、
，由表格数据信息可得
，“调节pH”后，溶液中
，则
，pH 小于7.4，为使
完全
沉淀，pH 应大于6.7，则pH 值范围为：
，故答案为：
、
、
；
；
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（4）由萃取反应可知pH 增大而增大，氢离子浓度减小，平衡正向移动，有利于
萃取，
反萃取时应提高氢离子浓度时平衡逆向移动，可加入稀硫酸，故答案为：溶液pH 增大，
溶液中
降低，平衡向正反应方向移动；稀硫酸；
7．(1)除油污
(2) 6.2
、
(3)
，
，
强于
(4)
【分析】稀硫酸酸浸后，Ni、Al、Fe、Mg、Zn 等元素转化为金属阳离子，过滤后向滤液
中加入氢氧化钠溶液，得到
、
，过滤后向滤液2 中加萃取剂萃取
，
加入碳酸氢铵沉镍，过滤的前驱体，焙烧得氧化镍。
【详解】（1）“预处理”选用表面活性剂，其作用是除废雷尼镍催化剂的油污；
（2）“滤液1” “调pH”是为了除去
与
，
不沉淀，根据表格信息可得
，则
mol⋅L
时，
，
，因此“调pH”的范围为
6.2；
（3）①“萃取剂”能够选择性萃取
，则“萃取液”中的金属阳离子有
，
，
；②-R 是推电子基团，使含氧酸的酸性减弱，-OR 是吸电子基团，使含氧酸的酸性增
强，因此P204 的酸性强于P507 的酸性；
（4）焙烧时生成
和
的物质的量之比1 5∶，则
，质量保留百分数是
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52.8%，则
，设x=1，则求出y=1，z=4，所以“前驱体”
的化学式是
；根据原子守恒，“沉镍”时发生的化学方程式是
。
8．(1)Cu、
(2)0.5
(3)
(4)
使
充分沉淀，同时保证
不发生沉淀
(5)
和
(6)
【分析】湿法炼锌净化渣经过硫酸的酸浸，生成的硫酸铅沉淀和未反应的铜成为浸出渣，
在浸出液中加入硫化钠固体除去铜离子，然后在除铜液中加入过硫酸钠将溶液中的二价铁
转化为三价铁，通过加入碳酸钠来调节溶液的pH 除去铁元素，在净化液中再加入碳酸钠
将溶液中的钴元素转化为氢氧化钴沉淀，从而达到提取钴的目的。
【详解】（1）铅和铅的氧化物可以和硫酸反应生成硫酸铅沉淀，铜单质不溶于稀硫酸，
“浸出渣”的主要成分为Cu、PbSO4，故答案为：Cu、PbSO4；
（2）除铜液”中Co2+浓度为
，
，
，常温下，饱和H2S 水溶液中存在关系
式：
，则此时溶液中
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，
，故答案为：
；
（3）过硫酸钠(Na2S2O8)能将Fe2+氧化，Na2S2O8和Fe2+反应的离子方程式为：
，故答案为：
。
（4）①“沉铁”时，为了使铁离子完全沉淀，钴离子不沉淀，根据表中数据可知，控制溶
液pH 的范围：
，故答案为：
。
②为了使
充分沉淀，同时保证
不发生沉淀，故答案为：为了使
充分沉淀，同
时保证
不发生沉淀；
（5）①“沉钴”过程中反应的离子方程式为：
，
故答案为：
。
②“钴回收后废液”中含有的金属离子主要有Na+和Zn2+，故答案为：Na+和Zn2+；
（6）以1 吨湿法炼锌净化渣(Co 的质量分数为w%)为原料提取出mkg Co(OH)3，理论生成
Co 的质量为
，实际生成的Co 的质量为
，在提取过
程中钴的损失率为
，故答案为：
。
9．(1)将含锰矿石粉碎、适当增大硫酸浓度
(2)
(3) Fe(OH)3和MnO2 抽滤
(4)不赞同，因为“除杂1”之前的溶液中H+浓度较大，S2-会与H+反应生成HS-、H2S，不利
于除钴、除镍；同时，S2-具有还原性，能将Fe3+还原为Fe2+，不利于除铁
(5)在HCl 气氛中加热CuCl₂·2H2O 晶体，使其失去结晶水
(6) 5.0 8.74
(7)
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【分析】向含锰矿石(主要成分为
，还含有铁、钴、镍、铜等的碳酸盐杂质)中加入
足量的硫酸酸浸，金属碳酸盐反应生成对应的硫酸盐，再向其中加入过量的氧化剂二氧化
锰，将亚铁离子氧化为铁离子，用氨水调pH 为3.7，使铁离子以氢氧化铁的形式完全沉淀
下来，过滤，向滤液中加氨水调pH=6.4，所得到的滤渣经过一系列处理得CuCl2‧2H2O 晶体，
滤液中加硫化铵将镍离子、钴离子以硫化物的形式沉淀下来，得到的溶液主要含有锰离子，
电解后经一系列处理得金属锰。
【详解】（1）搅拌固体和液体的混合物、升高温度、增大浓度、粉碎矿石增大固体表面积
均可加快化学反应速率，所以用硫酸浸取含锰矿石时，提高浸取速率的方法有：将含锰矿
石粉碎、适当增大硫酸浓度、适当的升温、搅拌等；
（2）“氧化”步骤为加过量的二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子，其发生反应的离子方程
式为
；
（3）加过量的二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子后，加氨水调pH=3.7，表格数据显示此
时铁离子以氢氧化铁的形式完全沉淀下来，由于所加二氧化锰过量，所以滤渣1 中的主要
成分是Fe(OH)3和MnO2；实验室中为了加快固液混合物的分离，常采用的操作是抽滤；
（4）不赞同把加入(NH4)2S 除钴、除镍的步骤放在“除杂1”之前，因为“除杂1”之前的溶
液中H+浓度较大，S2-会与H+反应生成HS-、H2S，不利于除钴、除镍，同时S2-具有还原性，
能将Fe3+还原为Fe2+，不利于除铁；
（5）CuCl2为强酸弱碱盐，能水解，且盐酸为挥发性酸，若直接加热
晶体，
不能得到CuCl2，为抑制氯化铜的水解，由
晶体制备CuCl2的方法是在HCl 气
氛中加热
晶体，使其失去结晶水；
（6）25℃时，分离出滤渣3 所得的滤液中
；
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，c(H+)=
=
，
pH=-lgc(H+)=8.5+
×lg3=8.74，所以需要控制溶液的pH 至少为8.74；
（7）电解废液中还含有少量Mn2+，向其中加入饱和
溶液，有沉淀和气体生成，
该反应的离子方程式为
。
10． 加热、将锌渣粉碎、搅拌、适当增大硝酸的浓度等 ZnO、ZnCO3或Zn(OH)2
4.7≤pH<6.0 除去Mn2+ 2MnO4
-+3Mn2++ 2H2O =5MnO2↓+4H+ Fe(OH)3、
Al(OH)3、MnO2 3Zn(NO3)2+3Na2CO3+3H2O =ZnCO3 2Zn(OH)2 H2O↓+2CO2↑+6NaNO3
或3Zn(NO3)2+5Na2CO3+5H2O=ZnCO3 2Zn(OH)2 H2O↓+4NaHCO3+6NaNO3 静置，取上
层清液少许于试管中，往试管中继续滴加碳酸钠溶液，若无沉淀产生，则纯碱过量
【分析】（1）加快锌渣浸出可根据增大反应物接触面积、升高温度、增大反应物浓度的角
度分析；
（2）根据除杂的同时不要掺入新的杂质考虑，根据流程及表中的数据，确定pH 的范围；
（3）除杂时加入高锰酸钾的作用是将Mn2+转化为MnO2沉淀，除去Mn2+；
（4）由（2）、（3）可知“过滤”所得的滤渣；
（5）“碳化合成”时加入碳酸钠，产物为ZnCO3 2Zn(OH)2 H2O，以此写出化学方程式；
若碳酸钠不足，检验溶液中的Zn2+，若碳酸钠过量，用盐酸检验溶液中的CO3
2-；
【详解】（1）酸浸的主要目的是将ZnO 等物质与硝酸反应，为加快反应速率，可采取的
措施有加热、将锌渣粉碎、搅拌、适当增大硝酸的浓度等；
（2）加入试剂X 的目的为调节溶液的pH，使Fe3+、Al3+生成沉淀除去，为不引入新的杂质，
可加入ZnO 或ZnCO3或Zn(OH)2等，根据流程及表中的数据，需调节pH 的范围为
4.7≤pH<6.0；
（3）加入高锰酸钾的作用是将Mn2+转化为MnO2沉淀，除去Mn2+，反应的离子方程式为
2MnO4
-+ 3Mn2++ 2H2O =5 MnO2↓+4H+；
（4）由（2）、（3）可知“过滤”所得的滤渣的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2；
（5）“碳化合成”时加入碳酸钠，产物为ZnCO3 2Zn(OH)2 H2O，反应的化学方程式为：
3Zn(NO3)2+3Na2CO3+3H2O =ZnCO3 2Zn(OH)2 H2O↓+2CO2↑+6NaNO3
或3Zn(NO3)2+5Na2CO3+5H2O=ZnCO3 2Zn(OH)2 H2O↓+4NaHCO3+6NaNO3；若碳酸钠过量，
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则沉淀后的溶液中有碳酸根离子，检查碳酸根离子的方法是：静置，取上层清液少许于试
管中，往试管中继续滴加碳酸钠溶液，若无沉淀产生，则纯碱过量。
【点睛】考生认真分析流程图，结合题中信息分析每一步所加入物质的的作用，注意除杂
时不引入新的杂质，及pH 的调节范围，考生在陌生方程式书写的时候，要利用题中所含
信息，找出反应物、生成物。
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