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工业流程题(解析版)_05-化学-高考总复习_一轮复习_2024年_2024年高三化学一轮复习高考专项训练知识梳理练习_资料

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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=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl
1
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【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,
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说明A 中含有S 元素;涉及反应为:
+2NaOH=CH3OH+Na2SO4+H2O、Na2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2NaCl。
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)。
3
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(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)2     
     纯碱
(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
4
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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)2;精制I 后溶液中
的浓度
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:
5
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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
6
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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)8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2
+3
+2
;
(4)CH4
(5)D
(6)NR3沸点较高,易与Ga(CH3)3分离,Et2O 的沸点低于Ga(CH3)3,一起气化,难以得
到超纯Ga(CH3)3
(7)     >     Ga(CH3)3中Ga 为sp2杂化,所以为平面结构,而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga
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Ga2Mg5,Ga2Mg5和CH3I、Et2O 反应生成
、MgI2和
CH3MgI,然后经过蒸发溶剂、蒸馏,除去残渣MgI2、CH3MgI,加入NR3进行配体交
换、进一步蒸出得到超纯
,Et2O 重复利用,据此解答。
【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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(3)“合成
”工序中的产物还包括
和
,该反应的化学
方程式8CH3I+2Et2O+Ga2Mg5=2
+3
+2
;
(4)“残渣”含
,经纯水处理,能产生可燃性气体CH4;
(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Et2O 的沸点较低,与Ga(CH3)3一起蒸出,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,
根据题给相关物质沸点可知,NR3沸点远高于Ga(CH3)3,与Ga(CH3)3易分离;
(7)分子中的
键角
>
,其原因是Ga(CH3)3中Ga
为sp2杂化,所以为平面结构,而Ga(CH3)3(Et2O)中Ga 为sp3杂化,所以为四面体结构,
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:
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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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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;
       
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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
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
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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)。
(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)NA
(3)     
     Fe(OH)3
(4)     9.0%     SO2有还原性,过多将会降低
的浓度,降低
(Ⅱ)氧化速率
(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
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,Fe3+水解同时生成氢氧化铁,“沉钻镍”过程中,
Co2+变为Co(OH)2,在空气中可被氧化成
。
【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NA
(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SO2有还原性,过多将会降低
的浓度,降低
(Ⅱ)氧化速率
(5)“沉钻镍”中得到的Co(OH)2,在空气中可被氧化成
,该反应的化学方
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.LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少
量Si、Fe、Ni、Al 等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
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已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(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MnO2的作用是_______。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是_______。
(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LiMn2O4反应的化学方程式是_______。
【答案】(1)     MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑     粉碎菱锰矿
(2)     将Fe2+氧化为Fe3+     Fe3+可以催化H2O2分解
(3)     2.8×10-9     Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5)     Mn2++2H2O
H2↑+MnO2↓+2H+     加入Mn(OH)2
(6)2Li2CO3+8MnO2
4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【分析】根据题给的流程,将菱锰矿置于反应器中,加入硫酸和MnO2,可将固体溶解
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
MnO2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
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MnO2,将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【详解】(1)菱锰矿中主要含有MnCO3,加入硫酸后可以与其反应,硫酸溶矿主要
反应的化学方程式为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;为提高溶矿速率,可以将
菱锰矿粉碎;故答案为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱锰矿。
(2)根据分析,加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+,但不宜
使用H2O2氧化Fe2+,因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解,不能使溶液中的
Fe2+全部氧化为Fe3+;故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
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(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
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
=BaSO4↓+NiS↓,生成的沉淀有BaSO4、NiS。
(5)在电解槽中,Mn2+发生反应生成MnO2,反应的离子方程式为Mn2++2H2O
H2↑+MnO2↓+2H+;电解时电解液中Mn2+大量减少,H+大量增加,需要加入Mn(OH)2以
保持电解液成分的稳定;故答案为:Mn2++2H2O
H2↑+MnO2↓+2H+、加入
Mn(OH)2。
(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4,反应的化学方程式为
2Li2CO3+8MnO2
4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑;故答案为:2Li2CO3+8MnO2
4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
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Cr2O
存在,在碱性介质中以CrO
存在。
回答下列问题:
15
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(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
___________(填化学式)。
(2)水浸渣中主要有SiO2和___________。
(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MgSiO3和MgNH4PO4的形式沉淀,该步需要控
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V2O5沉淀,V2O5在pH<1 时,溶解
为VO 或VO3+在碱性条件下,溶解为VO 或VO
,上述性质说明V2O5具有
___________(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(Na2S2O5)溶液,反应的离子方程式为___________。
【答案】(1)Na2CrO4
(2)Fe2O3
(3)Al(OH)3
(4)     磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀,同时可能产
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MgSiO3沉淀,
导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀
(5)C
(6)2Cr2O
+3S2O
+10H+=4Cr3++6SO
+5H2O
【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MgSiO3和MgNH4PO4沉淀,过滤得到含有MgSiO3、MgNH4PO4的滤渣
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:
Na2CrO4;
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(2)由分析可知,水浸渣中主要有二氧化硅、氧化铁,故答案为:Fe2O3;
(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
MgSiO3和MgNH4PO4沉淀,若溶液pH<9 时,磷酸根会与H+反应使其浓度降低导致
MgNH4PO4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
导镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成MgSiO3沉淀,导致产品中混有杂质,同时溶液
中铵根离子浓度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀,故答案为:磷酸根会与H+反应使
其浓度降低导致MgNH4PO4,同时可能产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MgSiO3沉淀,导致产品中混有杂质,同时溶液中铵根离子浓
度降低导致MgNH4PO4无法完全沉淀;
(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2Cr2O
+3S2O
+10H+=4Cr3++6SO
+5H2O,故答案为:2Cr2O
+3S2O
+10H+=4Cr3++6SO
+5H2O。
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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(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
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 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NiFe2O4、NiO、FeO、Al2O3)中回收镍并转化
为NiSO4的流程如图所示:
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(NH4)2SO4反应的化学方程式
___________。
(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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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
NA,每平方米面积上分散的该晶体的质量为___________g(用含a、NA的代数式表示)。
【答案】(1)
(2)
(3)Fe(OH)3
(4)     Fe2+、H+     H2SO4
20
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(5)(1,
,
)
(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
21
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动,为了不引入更多杂质,所以加入X 为
;
(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)
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(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___________。
(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
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液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到
固体。
【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=
=
24
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=
=
=3×103<1×105,则该反应正向不能进行完全,
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
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___________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)3     Cu(NH3)4SO4
(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Fe2(SO4)3和CuSO4的混合溶液,向滤液中通入过量氨水,
Fe2(SO4)3转化为Fe(OH)3沉淀,CuSO4与氨水反应先生成Cu(OH)2,Cu(OH)2又溶于过
量氨水得到Cu(NH3)4SO4溶液,再加入酸后得到的沉淀在高压中和H2在加热下反应生
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)3;深蓝色溶液中溶质的主要成
分是Cu(NH3)4SO4。
(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Fe2(SO4)3和CuSO4,Fe 元素由+2 价上升到+3 价,
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
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原料可生产草酸锌晶体(
)、生产流程如下图所示。
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
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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
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
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mol/L
mol/L,故能达到“除铜”要求,故答案为:溶液中
 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
(NiSO4·6H2O),其流程如图所示:
(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H2S 反应的离子方程式:___________。
(4)“氟化”的目的是除去Ca2+、Mg2+ ,已知25℃时, Ksp(CaF2)=3.95× 10-11 ;Ksp 
(MgF2)=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
___________(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
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___________个。
【答案】(1)     CuS 和S     sp3
(2)3d8
(3)H2S+2Fe3+=2Fe2+ +S↓+2H+
(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H2S 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
S,滤液加入氯气氧化亚铁离子为铁离子,加入Ni(OH)2调节pH,将铁离子、铜离子
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
NiSO4·6H2O;
【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H2S 发生氧化还
原反应生成亚铁离子和硫单质,离子方程式:H2S+2Fe3+=2Fe2+ +S↓+2H+;
(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。
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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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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3MnO2+2FeS2+6H₂SO4=3MnSO4+4S+Fe2(SO4)3+6H2O,加MnO2将Fe2+氧化成
Fe3+,加CaCO3调节pH 使Fe3+水解生成
,过滤得S 和
,硫酸锰的溶
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
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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:
,
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,
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_________。
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(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)     PdNi3     
【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
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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
PdNi3。
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
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体空隙中心的最近距离为面对角线长度的二分之一,故为
。
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