精品解析：山东省青岛市2023届高三下学期一模化学试题变式题(工业流程题)

1. 硫酸镍广泛应用于电镀、电池等工业。以红土镍矿(主要成分为，含、、、、、、、等杂质)为原料制备，工艺流程如下。 已知：①相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下： 金属离子 开始沉淀的 6.3 1.8 3.4 8.9 6.2 6.9 沉淀完全的 8.3 3.2 4.7 10.9 8.2 89 ②当离子完全沉淀时，。 回答下列问题： （1）为提高“酸溶”中镍的浸出率，可采取的措施有_______(写一条即可)。“滤渣1”的主要成分为_______。 （2）写出“硫化除铜”过程中涉及反应的离子方程式_______、_______。 （3）“氧化除杂”中加入和的作用分别是_______，溶液的应调节为_______之间。 （4）“氟化除杂”中，若，取等体积的溶液加入体系中发生反应，则加入的溶液的浓度至少为_______。[已知] （5）称取硫酸镍晶体(，摩尔质量)样品溶于水，配成溶液。量取用标准溶液滴定，反应为。重复三次，平均消耗EDTA标准溶液，则样品纯度为_______。 2. 菱锰矿又称红纹石，其主要成分为，还含有等杂质。工业上用菱锰矿制取的流程如图甲所示： 已知：常温下，①； ②部分阳离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如表所示： 金属离子 开始沉淀时的pH 6.3 1.5 7.6 9.6 11.5 完全沉淀时的pH 8.3 3.2 10.4 11.6 13.8 （1）酸浸时是否可用盐酸代替硫酸___________(填“是”或“否”)，原因是___________(答出两点即可)。 （2）写出沉淀池1中加入时发生反应的离子方程式：___________。 （3）沉淀2的主要成分是___________，沉淀率与pH的关系如图乙，加入氨水的目的是___________，此时，溶液的pH为___________，当沉淀2完全沉淀时=___________。 （4）操作a为___________。 3. 废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有、、、、、、、等，采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钻、镍、锰，制备正极材料的前驱体()。 回答下列问题： （1）“酸浸”温度为85℃，“酸浸”过程中温度不能过高的原因可能是_______；粉体中的钴(以形式存在)发生反应的化学方程式为_______；浸渣为_______(填化学式)。 （2）“除铁”时需将溶液的pH调至3左右，加入的化合物X是_______(填化学式)。 （3）“除铜”时获得萃余液的操作名称是_______。 （4）“除铝”时反应的离子方程式为_______。萃余液中为，通过计算说明，常温下“除铝”控制溶液pH为4.5，是否造成的损失？_______(列出算式并给出结论)。已知：。 4. 蛇纹石矿的主要成分为MgO、SiO2、 CaO、 Fe2O3、 Al2O3、 NiO、FeS等，一种综合利用蛇纹石矿回收镁资源的工艺流程如下： 已知： ①当溶液中被沉淀离子的物质的量浓度小于1 × 10-5mol/L时，认为该离子沉淀完全。 ②Ksp(NiS)=1 × 10-21，氢硫酸的两步电离常数分别为Ka1=1.4× 10-7， Ka2=7.1×10-15。 （1）“加压酸浸”中，要控制温度在110℃左右，但反应时几乎无需加热，原因是___________。 滤渣1的主要成分除S、CaSO4外还有 ___________。 （2）“氧化”中空气的作用是___________，NaClO3发生反应的离子方程式为___________。 （3）“ 除铁”中滤渣2为难溶于水的黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]，同时生成一种无色气体为___________， Na2CO3溶液需缓慢加入，原因是___________。 （4）“沉镍”中，当Ni2+恰好完全沉淀时，若溶液中c(H2S)=1 ×10-3mol/L，则此时溶液的pH约为___________。 5. 铜冶炼过程产生的粗硫酸镍废液中含有Cu2+、Fe2+、Ca2+、Mg2+、H3AsO3等微粒。工业上以此为原料精制硫酸镍的主要流程如图： 已知：①常温下，Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，Ksp[Ni(OH)3]=5.48×10-16；②H3AsO3一种三元弱酸。 （1）可选择______(填标号)检验粗硫酸镍废液中是否存在Fe2+。 A．NaOH溶液 B．硫氰化钾溶液 C．K3[Fe(CN)6]溶液 D．稀硫酸 （2）步骤ii温度不能过高的原因______。写出步骤ii生成沉淀FeAsO4的离子方程式_____。 （3）步骤iii加入Na2CO3目的是__