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专题讲座（5）工艺流程的解题策略（练）- 2024年高考化学大一轮复习【讲义+练习+专题】
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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CdO2及少量的CuO、FeO和SiO2)为原料制备CdS的工艺流程如图。
已知：
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H2O2的量比理论上要多一些，其可能原因为 。
(4)通入H2S也可以“沉镉”，发生反应的离子方程式为 。
(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)2的 。
(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MS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：I．MO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
II．高温下，NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
III．Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。
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Na2MO4外，还含有 (填化学式)。
(2)请写出“焙烧”过程中MS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式： ， 。
(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NH4Cl的加入量分别为 、 。
(4)“沉钒”时生成NH4VO3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 。
(5)在实际的工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS进行“除杂”，除掉溶液中微量的Cu2+，则反应Cu2++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。
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：
“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 ml⋅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SiO2)的方案，实现废物综合利用，如图所示。
已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的如下表所示。
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SiO2、VOSO4、V2O3、Fe2O3、Al2O3、有机物等)中回收制备V2O5的工艺流程如下：
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，V2O5 转化为VO的离子方程式为 。
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、FeSiO3、 In2O3、 In2S3等)中的金属铟的工艺流程如下：
已知：室温下，金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
回答下列问题：
(1)In2O3中In的化合价是 。
(2)“中性浸出”的过程为：先加入稀硫酸和适量氧化剂MnO2氧化酸浸氧化锌烟尘，反应结束前半个小时加入CaO调整pH=5.0~5.2。
①FeSiO3与稀H2SO4反应的化学方程式为 。
②氧化酸浸过程中，In2S3中的硫元素被MnO2氧化为 ,该反应的离子方程式为 。
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)3、 。 (写化学式)
(3)萃取时，发生反应In3+ +3H2A2In(HA2)3 +3H+,H2A2代表有机萃取剂。
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MO3、MS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的一种工艺流程如图所示。
已知：①“沉钼”前钼元素主要以形式存在；
②该条件下Ksp(NiCO3)=1.5 ×10-7；
③温度低于20 °C时，以NiSO4·7H2O形式结晶；温度高于30 °C时，以NiSO4·6H2O形式结晶。
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 ml·L-1“沉镍”后所得滤液中c() =1.0 ×10-5 ml·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H2SO4 ，直至沉淀恰好完全溶解；
iii． 过滤得NiSO4·7H2O。
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FeS2， 含少量Al2O3、 SiO2和Fe3O4)为原料， 制备磷酸亚铁锂(LiFePO4)，流程如下图所示：
已知几种金属离子沉淀的pH如下表所示：
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)3或FePO4杂质的实验操作是 。
(6)用0.100 ml·L-1酸性K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，测定产品LiFePO4的纯度。
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LiFePO4样品8.000 g)→用烧杯(___________ ) →用___________(___________ )→用___________(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K2Cr2O7标准溶液，滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色)→(重复滴定3次，平均消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL)。
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Fe2O3、MgO、Al2O3、SiO2。一种从汽车废弃催化剂中回收铂的流程如下：
有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
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(H2PtCl6)，该反应的化学方程式为 。有同学提议，将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NH4Cl的目的是 。
(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 ml/L。
14．氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈，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：Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓；
②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2；
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀；
④Ce2(CO3)3为白色粉末，难溶于水。
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CeO2两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Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度
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=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
(6)若常温下，Ka2(H2CO3)=5.0×10−11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10−28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10−5ml∙L−1，此时测得溶液的pH=5，则溶液中c()= ml∙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NiR2络合物形式存在，其在水溶液中存在平衡：NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq，有机配体) K=1.6×10-14。
②常温下，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-15。
③“脱络”(指NiR2转化成Ni2+过程中，反应历程如下：
i.Fe2++H2O2=Fe3++OH-+•OH
ii.R-+•OH=OH-+•R
iii.H2O2+2•OH=O2↑+2H2O
(1)•OH的电子式为 ，其中氧元素的化合价为 价。
(2)①根据•OH与H2O2的反应历程，分析“脱络”时加入的Fe2+的作用机制： 。
②实验测得H2O2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H2O2的量为 g•L-1时，镍回收效果最好。
(3)常温下，若“脱络”后的废水中c(Ni2+)=0.01ml•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10-6ml•L-1，忽略溶液体积变化)，此时 (填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。
(4)取100mL某电镀废水利用上述流程回收镍，得到2.325gNi(OH)2沉淀，经计算该步骤中Ni2+的回收率为99.97%；Ni(OH)2沉淀再经稀硫酸溶解、 、过滤，得到NiSO4•7H2O固体的质量为6.744g。试计算100mL该电镀废水中镍转化成NiSO4•7H2O的总回收率： (保留四位有效数字)。
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≤1.0×10-5ml•L-1时，可认为已除尽。
已知：①Ksp[C(OH)3]=1×10-44
②金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH数据如表所示：
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：Ksp[Zn(OH)2]=7.1×10-18；Ksp[Fe(OH)3]=3.2×10-38；Ksp[In(OH)3]=1.4×10-33。
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)+3H2O(l)In(OH)3(s)+3H+(aq)，则该反应的化学平衡常数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，H2SO4、NaCl和InCl3混合液为电解液可提纯粗铟。写出阴极反应的电极方程式： 。
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、C、Fe、ZnO、SiO2等)中回收钴的一种工艺流程如图：
相关金属离子[c(Mn+)=0.1ml·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：
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“ZnSO4”或“CSO4”)溶解度更大。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)2 C． ZnO D． Na2CO3
(4)工业上也可利用次氯酸钠氧化C2+生成C(OH)3沉淀，实现钴回收。该反应的离子方程式是 ，若将次氯酸钠改为Na2S2O8(还原产物为)，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)常温下，已知C(OH)3的溶度积常数为Ksp，则C3+完全沉淀时[c(C3+)<10-5ml·L-1中]，溶液的pH至少为 (用含Ksp的式子表示)。
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Li2O、NiO、C2O3、MnO、Fe2O3、Al2O3。
②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Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3。
④已知Li2CO3的溶解度如表所示：
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H2O2的作用是 。
(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 。
(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Cl2和Ni (OH)2的主要作用分别是 、 。
(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P204[ (二(2－乙基)己基)磷酸酯]，其萃取原理为： 2 +Zn2+ +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ZnSO4，具体过程如图，其中反萃取剂可以选择下列哪种物质 (填选项)。
A．NaOH溶液 B． H2SO4溶液 C．ZnSO4溶液
(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(NiSO4·6H2O )样品溶解，定容至250mL。取25.00mL试液，滴入几滴紫脲酸胺指示剂，用0.01ml·L－1的EDTA (Na2H2Y)标准溶液滴定至终点，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++H2Y2－=NiY2－ +2H+；紫脲酸胺：紫色试剂，遇Ni2+显橙黄色。
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)
金属离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
4.4
6.4
6.7
8.3
7.4
9.4
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
金属离子
开始沉淀时(ml·L)的pH
7.2
4.9
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(ml·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
-
-
离子
开始沉淀时的
完全沉淀时的
6.34
9.7
1.48
3.2
6.2
8.0
金属离子
Fe3+
Fe2+
In3+
开始沉淀pH(离子浓度为0.1ml·L-1时)
1.3
6
3
完全沉淀pH
2.7
8
4.3
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)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
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× 10-5ml/L)的pH
4.7
11.1
3.2
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.5
3.3
Cd2+
7.2
9.5
Zn2+
6.2
8.0
金属离子
C2+
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
温度/℃
0
20
80
S(Li2CO3)/g
1.54
1.33
0.85
Fe3+
Al3+
Fe2+
C2+
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
考纲和考试说明是备考的指南针，认真研究考纲和考试说明，可增强日常复习的针对性和方向性，避免盲目备考，按方抓药，弄清楚高考检测什么，检测的价值取向，高考的命题依据。
2.精练高考真题，明确方向
经过对近几年高考题的横、纵向分析，可以得出以下三点：一是主干知识考查“集中化”，二是基础知识新视角，推陈出新，三是能力考查“综合化”。
3.摸清问题所在，对症下药
要提高后期的备考质量，还要真正了解学生存在的问题，只有如此，复习备考才能更加科学有效。所以，必须加大信息反馈，深入总结学情，明确备考方向，对症开方下药，才能使学生的知识结构更加符合高考立体网络化要求，才能实现基础→能力→分数的转化。
4.切实回归基础，提高能力
复习训练的步骤包括强化基础，突破难点，规范作答，总结方法，通过这样的总结，学生印象深刻，应用更加灵活。
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CdO2及少量的CuO、FeO和SiO2)为原料制备CdS的工艺流程如图。
已知：
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H2O2的量比理论上要多一些，其可能原因为 。
(4)通入H2S也可以“沉镉”，发生反应的离子方程式为 。
(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)2的 。
(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MS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取贵重金属钒和钼，其工艺流程如图所示。
已知：I．MO3、V2O5、Al2O3均可与纯碱反应生成对应的钠盐，而NiO不行。
II．高温下，NH4VO3易分解产生N2和一种含氮元素的气体。
III．Ksp(CuS)=6×10-36；K1(H2S)=1×10-7、K2(H2S)=6×10-15。
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Na2MO4外，还含有 (填化学式)。
(2)请写出“焙烧”过程中MS及Al2O3分别与纯碱反应的化学方程式： ， 。
(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NH4Cl的加入量分别为 、 。
(4)“沉钒”时生成NH4VO3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 。
(5)在实际的工业生产中，“沉钼”前要加入NH4HS进行“除杂”，除掉溶液中微量的Cu2+，则反应Cu2++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。
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：
“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 ml⋅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SiO2)的方案，实现废物综合利用，如图所示。
已知：各离子开始沉淀及完全沉淀时的如下表所示。
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SiO2、VOSO4、V2O3、Fe2O3、Al2O3、有机物等)中回收制备V2O5的工艺流程如下：
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，V2O5 转化为VO的离子方程式为 。
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、FeSiO3、 In2O3、 In2S3等)中的金属铟的工艺流程如下：
已知：室温下，金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示。
回答下列问题：
(1)In2O3中In的化合价是 。
(2)“中性浸出”的过程为：先加入稀硫酸和适量氧化剂MnO2氧化酸浸氧化锌烟尘，反应结束前半个小时加入CaO调整pH=5.0~5.2。
①FeSiO3与稀H2SO4反应的化学方程式为 。
②氧化酸浸过程中，In2S3中的硫元素被MnO2氧化为 ,该反应的离子方程式为 。
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)3、 。 (写化学式)
(3)萃取时，发生反应In3+ +3H2A2In(HA2)3 +3H+,H2A2代表有机萃取剂。
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MO3、MS2，含少量NiS、NiO、Fe2O3等)中回收利用金属的一种工艺流程如图所示。
已知：①“沉钼”前钼元素主要以形式存在；
②该条件下Ksp(NiCO3)=1.5 ×10-7；
③温度低于20 °C时，以NiSO4·7H2O形式结晶；温度高于30 °C时，以NiSO4·6H2O形式结晶。
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 ml·L-1“沉镍”后所得滤液中c() =1.0 ×10-5 ml·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H2SO4 ，直至沉淀恰好完全溶解；
iii． 过滤得NiSO4·7H2O。
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FeS2， 含少量Al2O3、 SiO2和Fe3O4)为原料， 制备磷酸亚铁锂(LiFePO4)，流程如下图所示：
已知几种金属离子沉淀的pH如下表所示：
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)3或FePO4杂质的实验操作是 。
(6)用0.100 ml·L-1酸性K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，测定产品LiFePO4的纯度。
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LiFePO4样品8.000 g)→用烧杯(___________ ) →用___________(___________ )→用___________(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K2Cr2O7标准溶液，滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色)→(重复滴定3次，平均消耗K2Cr2O7溶液20.00 mL)。
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Fe2O3、MgO、Al2O3、SiO2。一种从汽车废弃催化剂中回收铂的流程如下：
有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表：
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(H2PtCl6)，该反应的化学方程式为 。有同学提议，将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NH4Cl的目的是 。
(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 ml/L。
14．氧化铈(CeO2)是一种应用非常广泛的稀土氧化物。现以氟碳铈矿(含CeFCO3、BaO、SiO2等)为原料制备氧化铈，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：Ce2(SO4)3+Na2SO4+nH2O=Ce2(SO4)3·Na2SO4·nH2O↓；
②硫脲：具有还原性，酸性条件下易被氧化为(SCN2H3)2；
③Ce3+在空气中易被氧化为Ce4+，两者均能形成氢氧化物沉淀；
④Ce2(CO3)3为白色粉末，难溶于水。
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CeO2两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Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液，不影响产品纯度
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=Ce2(CO3)3↓+3CO2↑+3H2O
(6)若常温下，Ka2(H2CO3)=5.0×10−11，Ksp[Ce2(CO3)3]=1.0×10−28，Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)=1.0×10−5ml∙L−1，此时测得溶液的pH=5，则溶液中c()= ml∙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NiR2络合物形式存在，其在水溶液中存在平衡：NiR2(aq)Ni2+(aq)+2R-(aq，有机配体) K=1.6×10-14。
②常温下，Ksp[Fe(OH)3]=1×10-39，Ksp[Ni(OH)2]=1.6×10-15。
③“脱络”(指NiR2转化成Ni2+过程中，反应历程如下：
i.Fe2++H2O2=Fe3++OH-+•OH
ii.R-+•OH=OH-+•R
iii.H2O2+2•OH=O2↑+2H2O
(1)•OH的电子式为 ，其中氧元素的化合价为 价。
(2)①根据•OH与H2O2的反应历程，分析“脱络”时加入的Fe2+的作用机制： 。
②实验测得H2O2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H2O2的量为 g•L-1时，镍回收效果最好。
(3)常温下，若“脱络”后的废水中c(Ni2+)=0.01ml•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10-6ml•L-1，忽略溶液体积变化)，此时 (填“有”或“无”)Ni(OH)2沉淀生成。
(4)取100mL某电镀废水利用上述流程回收镍，得到2.325gNi(OH)2沉淀，经计算该步骤中Ni2+的回收率为99.97%；Ni(OH)2沉淀再经稀硫酸溶解、 、过滤，得到NiSO4•7H2O固体的质量为6.744g。试计算100mL该电镀废水中镍转化成NiSO4•7H2O的总回收率： (保留四位有效数字)。
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≤1.0×10-5ml•L-1时，可认为已除尽。
已知：①Ksp[C(OH)3]=1×10-44
②金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH数据如表所示：
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：Ksp[Zn(OH)2]=7.1×10-18；Ksp[Fe(OH)3]=3.2×10-38；Ksp[In(OH)3]=1.4×10-33。
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)+3H2O(l)In(OH)3(s)+3H+(aq)，则该反应的化学平衡常数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，H2SO4、NaCl和InCl3混合液为电解液可提纯粗铟。写出阴极反应的电极方程式： 。
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、C、Fe、ZnO、SiO2等)中回收钴的一种工艺流程如图：
相关金属离子[c(Mn+)=0.1ml·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如表：
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“ZnSO4”或“CSO4”)溶解度更大。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)2 C． ZnO D． Na2CO3
(4)工业上也可利用次氯酸钠氧化C2+生成C(OH)3沉淀，实现钴回收。该反应的离子方程式是 ，若将次氯酸钠改为Na2S2O8(还原产物为)，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)常温下，已知C(OH)3的溶度积常数为Ksp，则C3+完全沉淀时[c(C3+)<10-5ml·L-1中]，溶液的pH至少为 (用含Ksp的式子表示)。
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Li2O、NiO、C2O3、MnO、Fe2O3、Al2O3。
②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Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3。
④已知Li2CO3的溶解度如表所示：
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H2O2的作用是 。
(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 。
(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Cl2和Ni (OH)2的主要作用分别是 、 。
(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P204[ (二(2－乙基)己基)磷酸酯]，其萃取原理为： 2 +Zn2+ +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ZnSO4，具体过程如图，其中反萃取剂可以选择下列哪种物质 (填选项)。
A．NaOH溶液 B． H2SO4溶液 C．ZnSO4溶液
(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(NiSO4·6H2O )样品溶解，定容至250mL。取25.00mL试液，滴入几滴紫脲酸胺指示剂，用0.01ml·L－1的EDTA (Na2H2Y)标准溶液滴定至终点，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++H2Y2－=NiY2－ +2H+；紫脲酸胺：紫色试剂，遇Ni2+显橙黄色。
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)
金属离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
4.4
6.4
6.7
8.3
7.4
9.4
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
金属离子
开始沉淀时(ml·L)的pH
7.2
4.9
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时(ml·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
-
-
离子
开始沉淀时的
完全沉淀时的
6.34
9.7
1.48
3.2
6.2
8.0
金属离子
Fe3+
Fe2+
In3+
开始沉淀pH(离子浓度为0.1ml·L-1时)
1.3
6
3
完全沉淀pH
2.7
8
4.3
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)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
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× 10-5ml/L)的pH
4.7
11.1
3.2
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Fe3+
1.5
3.3
Cd2+
7.2
9.5
Zn2+
6.2
8.0
金属离子
C2+
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
温度/℃
0
20
80
S(Li2CO3)/g
1.54
1.33
0.85
Fe3+
Al3+
Fe2+
C2+
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
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