精练07 化学工艺流程常考元素：镍-备战2025年高考【化学工艺流程】考点剖析+对点精练（全国通用）

精练07 化学工艺流程常考元素：镍 1．（2024·河北·模拟预测）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属、、及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍以制备硫酸镍晶体： 下列说法正确的是。 A．“碱浸”时不使用氨水主要是因为氨水不稳定 B．“滤液②”中含有的金属离子是、 C．“转化”中替代溶液的物质可以是 D．分离出硫酸镍晶体后的母液需要收集、循环使用 【答案】D 【详解】A．NaOH溶液的作用分别是除去油脂，溶解铝及其氧化物，因氨水与铝及其氧化物不反应，故不能用氨水代替NaOH溶液，故A错误； B．滤饼①含金属、及其氧化物与稀硫酸反应，得到的滤液②中含有、、等，故B错误； C．转化中是氧化剂，可以用氧气或空气代替，不能用替代，会引入杂质，故C错误； D．分离出硫酸镍晶体后的母液是硫酸镍的饱和溶液，需要收集、循环使用，可提高镍的回收率，故D正确； 故答案为：D。 2．（2024·辽宁丹东·二模）以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备碳酸钴(CoCO3)和NixOy的工艺流程如图。下列说法正确的是 A．“滤渣I”成分是SiO2 B．“氧化”时为证明添加NaClO3已足量，可用KSCN溶液进行检验 C．“沉钴”反应的离子方程式为2+Co2+=CoCO3↓+CO2↑+H2O D．NiSO4溶液通过蒸发结晶获得NiSO4·6H2O晶体 【答案】C 【分析】由题给流程可知，含镍废料加入稀硫酸酸浸时，NiO、FeO、Fe2O3、CoO与稀硫酸反应转化为可溶性硫酸盐，氧化钡与稀硫酸反应转化为硫酸钡，二氧化硅不反应，过滤得到含有硫酸钡、二氧化硅的滤渣I和含有可溶性硫酸盐的滤液；向滤液中加入氯酸钠溶液将亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸钠溶液调节溶液pH，将铁离子转化为黄钠铁矾渣，过滤得到黄钠铁矾渣和除去铁离子的滤液；向滤液中加入萃取剂萃取溶液中的镍离子，分液得到含有镍离子的有机相和含有钴离子的水相；向水相中加入碳酸氢钠溶液，将钴离子转化为碳酸钴沉淀，过滤得到碳酸钴；向有机相中加入反萃取剂萃取、分液得到硫酸镍溶液，硫酸镍溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水硫酸镍晶体，六水硫酸镍晶体经灼烧得到NixOy。 A．由分析可知，滤渣I的主要成分为硫酸钡、二氧化硅，故A错误； B．由分析可知，加入氯酸钠溶液的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，所以氧化时应加入铁氰化钾溶液，检验溶液中不存在亚铁离子，说明加入的氯酸钠溶液过量，故B错误； C．由分析可知，沉钴时加入碳酸氢钠溶液的目的是将钴离子转化为碳酸钴沉淀，反应的离子方程式为2+Co2+=CoCO3↓+CO2↑+H2O，故C正确； D．由分析可知，硫酸镍溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到六水硫酸镍晶体，故D错误； 故选C。 3．（2024·湖南·二模）铁、镍及其化合物有广泛的用途。某矿渣的主要成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺流程： 已知：①(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4；NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3； ②Ksp(CaF2)=4.0×10-11。 则下列说法错误的是 A．(NH4)2SO4的作用是将金属元素转化为可溶性硫酸盐，便于浸出 B．“浸渣”的成分为Fe(OH)3和SiO2 C．沉镍过程中的离子方程式：Ni2++HCO+NH3=NiCO3↓+NH D．“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol•L-1，当除钙率达到99%时，溶液中c(F-)=2.0×10-3mol•L-1 【答案】B 【分析】由题给流程可知，矿渣与硫酸铵混合研磨后，在600℃条件下反应将矿渣中金属元素转化为可溶性硫酸盐，二氧化硅不反应，加入95℃热水浸泡将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙、氢氧化铁的滤渣和含有可溶性硫酸盐的浸出液；向浸出液中加入氟化钠将溶液中钙离子转化为氟化钙沉淀，过滤得到含有氟化钙的废渣和滤液；向滤液中加入萃取剂萃取、分液得到再生后可循环使用的有机相和含有镍离子的无机相；向无机相中加入碳酸钠、氨气将镍离子转化为碳酸镍沉淀，过滤得到可循环利用的滤液和碳酸镍；，碳酸镍加入稀硫酸后，经多步处理得到硫酸镍。 A．由分析可知，加入硫酸铵的作用是将在600℃条件下反应将矿渣中金属元素转化为可溶性硫酸盐，便于浸泡时浸出，故A正确； B．由分析可知，滤渣的主要成分为二氧化硅、硫酸钙、氢氧化铁，故B错误； C．由分析可知，沉镍过程中发生的反应为加入碳酸钠、氨气将镍离子转化为碳酸镍沉淀，反应的离子方程式为Ni2++HCO+NH3=NiCO3↓+NH，故C正确； D．由氟化钙的溶度积可知，当除钙率达到99%时，溶液中氟离子的浓度为=2.0×10-3mol•L-1，故D正确； 故选B。 4．（24-25高三上·山东菏泽·模拟预测）从含镍催化剂(含、、等物质)中回收金属资源的流程如下： 已知：完全沉淀的为9.0，下列说法正确的是 A．“溶浸”和“酸浸”使用的试剂分别为溶液和盐酸 B．“酸化”反应的离子方程式为 C．红褐色固体为 D．若杂质中含有，则浓缩结晶所得产品中可能含有 【答案】D 【分析】先将含镍催化剂碱（可用NaOH）浸，分离出Al2O3，然后酸（硫酸）浸，将NiO、Fe2O3溶解，调节pH沉淀出Fe3+，得到氢氧化铁沉淀，滤液浓缩结晶得到NiSO4晶体，溶浸后滤液通入足量的CO2气体，得到氢氧化铝，过滤后灼烧得到氧化铝。 A. 通过CO2的酸化可知，溶浸应为“碱浸”，试剂可以是NaOH溶液，“酸浸”用硫酸，避免引入杂质离子，A项错误； B. 题干电荷不守恒，“酸化”时，“酸化”反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢根离子，离子方程式为，B项错误； C. 红褐色固体为Fe(OH)3，C项错误； D. 若有Fe2+，调pH为3.2，Fe2+未沉淀，后续浓缩结晶所得产品中可能含FeSO4·7H2O，D项正确； 故选D。 5．（2024·湖北·模拟预测）以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾［NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如图： 已知：Fe3+在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，Fe2+在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2 下列说法错误的是 A．“滤渣”的主要成分是SiO2 B．为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤I”的滤液和滤渣洗涤液合并 C．“氧化”过程发生的离子方程式为2H++2Fe2++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O D．“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度，应将pH控制在3.7~9 【答案】D 【分析】红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)中加入硫酸酸浸，酸浸后的酸性溶液中含有Ni2+、Fe2+、Fe3+等，二氧化硅不溶，形成滤渣，滤液中加入NaClO氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液的pH，使铁离子全部沉淀，过滤后得到沉淀黄钠铁矾，滤液经处理可得到Ni，据此分析解答。 A．根据上述分析，二氧化硅不溶于硫酸，形成滤渣，故A正确； B．滤渣表面吸附有滤液中的镍、铁元素，为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤I”的滤液和滤渣洗涤液合并，故B正确； C．“氧化”过程中NaClO氧化Fe2+生成Fe3+，反应的离子方程式为2H++2Fe2++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O，故C正确； D．Fe3+在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，Fe2+在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2，“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度形成黄钠铁矾［NaFe3(SO4)2(OH)6]，应将pH控制在pH＜3.7，故D错误； 故选D。 6．（24-25高三上·山东菏泽·模拟预测）一种以镍钴合金废料(含Co、Ni、Fe、Cu、Al、Zn、Cd及其氧化物)为原料提取Co、Ni的工艺流程如下图所示。 回答下列问题： (1)“破碎”和“酸浸”工序也可通过电解法来实现，电解装置中的阳极材料应选择 。 (2)“氧化”的目的是 。 (3)滤渣1的主要成分除之外，还有 (填化学式)。 (4)“沉钴”工序，转化为的离子方程式为 。 (5)、与EDTA均可形成稳定的环状离子，稳定性较强的是 (填“”或“”)。“反萃取2”中Fe、Ni的存在形式与pH关系如图所示，该工序需控制的最佳pH是 。 (6)是制备的中间体。和煅烧均可得到，前者得到的比表面积更大，其原因是 。 【答案】 (1)镍钴合金废料 (2)将亚铁离子氧化为铁离子，以便在后续调节pH时将铁离子转化为氢氧化铁沉淀 (3)Fe(OH)3 (4) (5)Fe2+ 3 (6)NiCO3煅烧生成Ni2O3的同时生成CO2气体，CO2气体受热逸出导致生成Ni2O3疏松多孔，比表面积更大 【分析】镍、钴合金废料破碎后加入硫酸酸浸，、等金属及其氧化物转化为对应的金属阳离子，过滤滤液中加入双氧水，亚铁离子被氧化为铁离子，再加入生石灰调节pH，铝离子和铁离子转化为氢氧化铝和氢氧化铁沉淀，过滤后滤液中加入将、、转化为ZnS、CdS和CuS沉淀，随后加入Cyanex272萃取，油相中含有，再加入硫酸进行反萃取，水相2中含有硫酸钴，硫酸钴中加入、反应生成。水相1中加入EDTA、P204萃取得到油相3中含有，加入硫酸亚铁溶液进行反萃取得到水相4，最后加入碳酸钠溶液生成沉淀。 （1）破碎和酸浸工序主要目的是将废料中的金属及其氧化物转化为金属离子，这两道工序也可通过电解法来实现，阳极材料失电子，因此阳极材料选择镍钴合金废料； （2）氧化的目的是将亚铁离子氧化为铁离子，以便在后续调节pH时将铁离子转化为氢氧化铁沉淀； （3）根据分析可知，滤液1中主要成分为和； （4）沉钴工序中，与、反应生成沉淀和氯离子，离子方程式为； （5）、均能与EDTA形成配位键而形成稳定的环状离子，其中的离子半径大于且含有的空轨道多于，故与EDTA形成的环状离子更稳定。反萃取2中要将Ni转化为的形式进入水相中，Fe则需要转化为的形式进入油相中，从图中可知，时，Fe主要以的形式存在，且Ni以的形式存在，因此该工序需控制的最佳pH是3； （6）煅烧生成的同时生成气体，气体受热逸出导致生成疏松多孔，比表面积更大。 7．（24-25高三上·河北邯郸·模拟预测）镍废料中主要含有Ni单质，还有少量的Cu、Fe、Pb单质等。现从中制取，可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍铬碱性电池，生产流程见下： 已知0.010mol/L金属离子在不同pH下的沉淀情况如下： 开始沉淀pH 3.0 5.0 7.4 9.7 完全沉淀pH 4.0 6.5 9.0 11 回答下列问题： (1)“酸浸”时参与反应的与物质的量之比保持为3：2，此时Ni单质被氧化为，所发生反应的化学方程式为 。 (2)加入碳酸钙调pH的目的是 ，必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是 。 (3)“操作B”是 、 ，“煅烧”时隔绝空气，所产生两种气体的成分是 。 (4)NiO溶于盐酸产生，再加入适量NaOH和NaClO混合溶液制备。生成时发生反应的离子方程式为 。 (5)根据上表数据计算，当溶液中完全沉淀时， mol/L。 【答案】 (1) (2)生成氢氧化铁沉淀除铁 除Cu”时发生反应Cu2++H2S=CuS↓+2H+，溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀 (3)过滤 洗涤 CO2、CO (4) (5) 【分析】镍废料中主要含有单质，还有少量的单质；用硫酸、硝酸混合液“酸浸”溶解镍废料生成硫酸铅沉淀，浸出液中含有硫酸镍、硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁等，加双氧水把硫酸亚铁氧化为硫酸铁，加碳酸钙调pH生成氢氧化铁沉淀除铁，过滤，沉渣1含有氢氧化铁和硫酸铅，通入H2S生成CuS沉淀除铜，过滤，沉渣2是CuS；滤液中加NH4F生成CaF2沉淀除Ca，滤液中加草酸生成草酸镍沉淀，过滤、洗涤、煅烧得NiO，用盐酸溶解NiO，滤液中加NaClO，NiO被氧化为Ni2O3。 （1）“酸浸”时参与反应的与物质的量之比保持为，被硝酸氧化为，所发生反应的化学方程式为； （2）加入碳酸钙调生成氢氧化铁沉淀除铁，目的是生成氢氧化铁沉淀除铁；通入H2S生成CuS沉淀除铜，过滤，沉渣2是CuS；除Cu”时发生反应Cu2++H2S=CuS↓+2H+，溶液pH会降低，可能会溶解部分Fe(OH)3沉淀，所以必须先过滤“沉渣1”后再进行“除”。 （3）滤液中加入草酸形成草酸镍固体，然后进行过滤、洗涤操作，“操作B”是过滤、洗涤获得纯净的草酸镍固体。“煅烧”时草酸镍隔绝空气分解生成NiO、CO2、CO，所产生两种气体的成分是CO2、CO； （4）溶于盐酸产生，再加入适量和混合溶液，NiO被氧化为Ni2O3，反应的离子方程式为 ； （5）Ni2+开始沉淀的pH=7.4，则Ksp= , 完全沉淀时pH=9， 。 8．（24-25高三上·陕西西安·模拟预测）利用废镍催化剂(主要成分为Ni和NiO，还含有一定量的 SiO2、ZnO、Fe2O3、CaO等)制备水合氢氧化氧镍(NiOOH∙xH2O)的工艺流程如下： 已知：①Ni 能与O2反应生成 NiO； ②。回答以下问题： (1)“焙烧”前，需将废镍催化剂粉碎的目的是 ，滤渣1的成分是 。 (2)“酸浸”时，主要反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”时，pH 对金属离子萃取率的影响如图所示： 萃取剂萃取金属离子的原理 萃取剂的萃取能力随 pH 的降低而 (填“降低”“不变”或“升高”)，其原因是 。 (4)取10.1g纯净干燥的NiOOH∙xH2O，在空气中加强热，充分反应后生成 8.3gNi2O3，则x = 。 【答案】 (1)增大原料与空气接触面积，提高反应效率 SiO2、CaSO4 (2)NiO+2H+=Ni2++H2O (3)降低 根据萃取剂萃取金属离子的化学平衡，pH降低，c(H+)增大，上述平衡逆向移动，导致萃取剂的萃取能力降低 (4) 【分析】利用废镍催化剂(主要成分为Ni和NiO，还含有一定量的ZnO、Fe2O3、SiO2、CaO等)制备水合氢氧化氧镍(NiOOH∙xH2O)时，先需除掉Fe3+、Ca2+、Zn2+等杂质)子和SiO2等，并将+2价Ni氧化为+3价，最终转化为NiOOH∙xH2O。在操作过程中，先焙烧再用稀硫酸溶解，将ZnO、Fe2O3、CaO转化为金属硫酸盐，滤渣1为SiO2和微溶的CaSO4；调节pH让Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，加入NH4F将溶解的Ca2+进一步转化为沉淀，加入有机萃取剂，将Zn2+除去；最后加入氧化剂和NaOH，使Ni2+最终转化为NiOOH∙xH2O。 （1）焙烧前，将废镍催化剂粉碎的目的是增大原料与空气接触面积，提高反应效率；由分析可知，滤渣1的成分是为SiO2和微溶的CaSO4； （2）酸浸时，主要反应为NiO与硫酸反应生成硫酸镍，离子方程式为：NiO+2H+=Ni2++H2O； （3）由图像可知，萃取剂的萃取能力随 pH 的降低而降低；根据萃取剂萃取金属离子的化学平衡，pH降低，c(H+)增大，上述平衡逆向移动，导致萃取剂的萃取能力降低； （4）8.3gNi2O3的物质的量为，则n(NiOOH∙xH2O)=0.1mol，M(NiOOH∙xH2O)==101g/mol，x==。 9．（24-25高三下·河北保定·模拟预测）硫酸钴可用于电镀、碱性电池、生产含钴颜料，有着较为广泛的用途．由含钴矿（主要成分为,含有少量的氧化物及有机物等）制备硫酸钴，并实现元素的回收流程如图： 已知：①; ②焦亚硫酸钠常用作食品抗氧化剂； ③氧化性：． 回答下列问题： (1)滤渣1的成分为 ． (2)酸浸工序发生的主要反应的化学方程式是 ． (3)氧化调工序中，的作用是 （用离子方程式表示）；调时，最好选择 ． a．     b．     c． (4)萃取后，浓度为,当沉镍率达到99%时，溶液中浓度为 ． (5)向除杂后的溶液中，加入有机酸萃取剂,发生反应：,实验发现，随着的增大，萃取率逐渐升高，这是由于 ,当时，萃取率最高． (6)硫酸钴可用于生产钴酞菁，酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示．酞菁分子中所有原子共平面，则氮原子的杂化方式为 ．钴酞菁分子中，氮原子与钴离子形成 键． 【答案】 (1) (2) (3)（或） a (4) (5)越大，溶液中浓度越小，有利于平衡正向进行，萃取率越高 (6) 配位 【分析】由含钴矿（主要成分为,含有少量的氧化物及有机物等）制备硫酸钴，含钴矿焙烧除去有机物，加硫酸浸取，过滤，滤渣1为,加入双氧水，将氧化为,滤渣2为、,接下来加入沉淀和,向滤液中加入萃取剂，分液得到有机层，然后用稀硫酸反萃取得到溶液，经过浓缩蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到固体，溶液中含镍离子，加入氢氧化钠沉淀镍，实现元素的回收． （1）由分析可以得到滤渣1为。 （2）酸浸工序中，作氧化剂，作还原剂，发生氧化还原反应。 （3）向滤液中加入溶液的作用是将亚铁离子氧化为氢氧化铁，便于分离，离子方程式为,调时，选择和会引入杂质离子，最好选择。 （4）萃取后，浓度为,转化为物质的量浓度为,当沉镍率达到99%时，溶液中浓度为,溶液中。 （5）随着的增大，,溶液中浓度越小，有利于平衡正向进行，萃取率越高。 （6）酞菁分子中所有原子共平面，则分子中所有的碳原子和所有的氮原子均为杂化．钴酞菁分子中氨原子提供孤对电子与钴离子形成配位键。 10．（2024·福建南平·一模）钴镍渣是湿法炼锌净化渣之一，其中含有较多的Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和少量Co（Ⅱ）、Fe（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）的硫酸盐及氢氧化物（“Ⅱ”指相应元素的化合价为＋2价）。利用以下工艺流程回收金属并制备碱式碳酸锌： 已知：过二硫酸根（）的结构式为，的还原产物为。 回答下列问题： (1)“溶浸”中，可以加快化学反应速率的措施有 （任写一种）。 (2)向“浸取液”中加入Zn粉，发生反应的离子方程式为 。 (3)过二硫酸根具有极强的氧化性，原因是 。 (4)“氧化、沉钴”时，加入溶液并调节溶液pH至5.0～5.2，反应生成沉淀的离子方程式为 。 (5)研究加入溶液时温度和时间对金属脱除率的影响，所得曲线如下图所示： 由图可知，“氧化、沉钴”的适宜温度和时间是 。金属脱除是指溶液中的二价金属离子被氧化后形成氢氧化物沉淀除去，滤渣中还含有 （填化学式）。 (6)向溶液中加入适量的溶液，反应生成沉淀的化学方程式为 。 (7)锌的某些硫化物具有独特的光电效应，被研究应用于荧光材料、电磁学等领域。如图为锌的某种硫化物晶体的晶胞结构。 ①基态的价层电子排布图为 。 ②该硫化物晶体的密度ρ＝ （用含a、b、的代数式表示）。 【答案】 (1)粉碎钴镍渣、搅拌、适当升温、适当增大溶液浓度等（任写一种） (2) (3)过二硫酸根中含有过氧键（或过二硫酸根中含有-O-O-） (4) (5)80℃、2h (6) (7) 【分析】钴镍渣加入稀硫酸进行酸浸，钴镍渣里面的硫酸盐及氢氧化物溶解在硫酸里，二价金属进入溶液，难溶的杂质经过滤除去，浸取液里加过量的锌粉，利用金属的活泼性不同将Cd置换出来，再加入强氧化剂Na2S2O8将溶液中的二价金属离子氧化为三价然后转化为氢氧化物沉淀除去，最后再加入锌粉经反应后过滤，将滤液中锌离子转化为沉淀ZnCO3·xZn(OH)2。根据以上分析解答。 （1）“溶浸”中，可以加快化学反应速率的措施有粉碎钴镍渣、搅拌、适当升温、适当增大溶液浓度等； （2）向“浸取液”中加入Zn粉，根据题意可知得到了海绵Cd，发生反应的离子方程式为：Zn＋Cd2+ =Zn2+＋Cd。 （3）Na2S2O8中S的化合价为+6，Na为+1，可知其O存在-1价，即存在过氧键，结合过氧化氢的性质可知Na2S2O8应具有强氧化性； （4）在适宜的条件下，加入Na2S2O8并调节溶液pH至5.0～5.2，Na2S2O8中S为+6价，具有强氧化性，可将Co2+氧化为+3价，生成Co(OH)3沉淀，根据溶液显弱酸性等相关信息，写出反应的离子方程式：； （5）根据图中信息可知，当溶液中钴完全沉淀时的温度为80℃，所用时间为2h；由Na2S2O8强氧化性及图中Co与Fe图象非常靠近的特征可知，此时溶液中的Fe2+也被氧化为+3价形成Fe(OH)3沉淀。 （6）溶液中加入适量的溶液，反应生成沉淀的化学方程式为； （7）①基态的价层电子排布图为； ②由晶胞结构可知S原子有4个位于120°顶点，4个位于60°顶点，1个位于体内，则个数为；Zn原子有2个位于60°棱边上，2个位于120°棱边上，1个位于体内，个数为：，晶胞质量为，晶胞体积为：，则晶胞密度为：。 11．（2024·陕西安康·模拟预测）镍酸锂可用作锂离子电池的正极材料。利用预处理后的废镍催化剂(主要成分是，含有少量Fe、Ba、Al等元素)制备的流程如下： 常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 完全沉淀时的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“滤液”的主要溶质为和 (填化学式)，提高“碱浸”速率的措施有 (答出一条即可)。 (2)“酸浸”时加入溶液的目的是 。一定条件下，当废镍催化剂为时，“酸浸”时使用不同体积质量分数为40%的溶液调pH，加入溶液和废镍催化剂的液固比与所得溶液中镍含量的关系如图所示，最佳液固比为 。液固比为时，镍含量较低，可能的原因是 。 (3)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (4)若“氧化”后溶液中浓度为，则“分步沉淀”的第一步中，应控制溶液的pH范围是 。 (5)“煅烧”时，发生反应的化学方程式为 。 (6)研究表明，在中掺杂其他金属离子(Ni的化合价不变)可提高电池的性能。一种单组分掺杂产品的化学式为，其中Co的化合价为，则 。 【答案】 (1) 适当升高温度、搅拌、适当增大溶液的浓度、粉碎废镍催化剂等 (2)浸取Ni、除去Ba 5 的量不足，无法充分浸出Ni元素 (3) (4)或3.2～6.7 (5) (6)2 【分析】由题给流程可知，向废镍催化剂中加入氢氧化钠溶液碱浸，铝与氢氧化钠溶液反应生成四羟基合铝酸钠，过滤得到含有四羟基合铝酸钠的滤液①和滤渣，滤渣加入稀硫酸酸浸，过滤除去硫酸钡的滤渣，得到含有硫酸亚铁、硫酸镍的滤液，加入氧气将硫酸亚铁转化为硫酸铁，再向溶液中加入氢氧化钠溶液，调节分步沉淀将硫酸铁转化为氢氧化铁沉淀、硫酸镍转化为氢氧化镍沉淀，氢氧化镍加入氢氧化锂、氧气煅烧得到镍酸锂； （1）“碱浸”步骤中，Al元素转化为，可通过适当升高温度、搅拌或适当增大溶液的浓度、粉碎废镍催化剂等措施来提高“碱浸”速率。 （2）加入溶液后，Ni、Fe与反应被浸取进入溶液，Ba元素转化为沉淀而除去。由图可知，随液固比增大，镍含量先增大后减小，当液固比为时，镍含量最大。液固比为时，的量不足，优先与Fe、Ba反应，导致参与浸取Ni的比例偏小，无法充分浸出Ni元素，导致溶液中镍含量偏低。 （3）氧气具有氧化性，“氧化”步骤的目的是将转化为，反应的离子方程式为。 （4）“分步沉淀”的第一步是将完全转化为；第二步是将转化为，由表格中的数据可知，，当时，，，故“分步沉淀”的第一步中，应控制溶液的pH范围是。 （5）“煅烧”时，被氧化为，考虑元素守恒，产物还有，根据和中元素的化合价升降配平化学方程式：。 （6）中Li为价，Ni为价，Co为价，O为价， 根据化合物中各元素的正负化合价的代数和为零，可列式：，解得。 12．（24-25高三上·重庆·模拟预测）实现废钨-镍型加氢催化剂（主要成分为、、，还含有、和少量有机物）中有价值金属回收的工艺流程如下。 已知： ①；纯碱不与、反应； ②常温下钨酸难溶于水； ③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 开始沉淀时的 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时的 8.7 4.7 3.2 9.0 (1)基态的价电子排布式为 ，有 个未成对电子。 (2)废催化剂进行“氧化”的目的是 。 (3)“钠化焙烧”中，反应的化学方程式为 。 (4)①“酸化沉钨”中，判断“沉钨”是否沉淀完全的方法是 。 ②制备出黄钨后，工业上可以采用铝热还原法生产钨，其化学方程式为 。 (5)浸渣2的主要成分为 （填化学式），“调”时溶液的范围为 。 (6)溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得晶体。 采用法测定晶体中结晶水的含量。[法测定金属阳离子含量的方程式为：]。 步骤一：标定。取的标准溶液于锥形瓶中，用溶液滴定至终点，消耗溶液的体积为。 步骤二：称取晶体，配制成溶液进行滴定，滴定达终点时消耗溶液的体积为。 可计算得到 （结果保留整数）。 【答案】 (1) 2 (2)除去有机物，氧化和 (3) (4)将沉淀后的悬浊液静置分层，向上层清液中继续滴加硫酸，若无明显现象，则沉淀完全；若上层清液变浑浊，则沉淀不完全 (5) (6)7 【分析】由题给流程可知，废催化剂在空气中氧化，将含硫有机物转化为气体除去，并将金属单质氧化至相应价态；向氧化渣中加入碳酸钠在600℃条件下钠化焙烧，将氧化钨转化为钨酸钠，焙烧渣经水浸、过滤得到浸渣和滤液；向滤液中加入硫酸溶液酸化沉钨，将钨酸钠转化为钨酸沉淀，过滤得到钨酸；钨酸煅烧分解生成氧化钨；向浸渣中加入硫酸溶液酸浸，将金属氧化物转化为可溶的硫酸盐，二氧化硅与硫酸溶液不反应，过滤得到含有二氧化硅的滤渣和滤液；调节滤液pH在4.7—6.9范围内，将溶液中的铁离子、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、氢氧化铝的滤渣和硫酸镍溶液；硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却到30.8℃～53.8℃结晶、及时过滤、洗涤、干燥得到六水硫酸镍。 （1）镍元素的原子序数为28，位于元素周期表第四周期Ⅷ族，基态Ni原子的价电子排布式为，基态的价电子排布式为，有2个未成对电子。 （2）由分析可知，氧化的目的是将含硫有机物转化为气体除去，并将和氧化至相应价态。 （3）由分析可知，“钠化焙烧”中生成钨酸钠的反应为氧化钨与碳酸钠高温下反应生成钨酸钠和二氧化碳，反应的化学方程式为。 （4）①“酸化沉钨”中，向滤液中加入硫酸溶液酸化沉钨，将钨酸钠转化为钨酸沉淀，判断“沉钨”是否沉淀完全的方法是：将沉淀后的悬浊液静置分层，向上层清液中继续滴加硫酸，若无明显现象，则沉淀完全；若上层清液变浑浊，则沉淀不完全； ②制备出黄钨后，工业上可以采用铝热还原法生产钨，该反应中Al和反应生成W和Al2O3，其化学方程式为：。 （5）由分析可知，浸渣2的主要成分为，由分析可知，调节滤液pH的目的是将溶液中的铁离子、铝离子转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀，而镍离子不沉淀，由表格数据可知范围为。 （6）根据EDTA～ZnCl2～NiSO4•nH2O，标准的浓度为mol/L=0.2mol/L，则n(NiSO4•nH2O)= 0.2mol/LL=mol，则中n(H2O)= ，则n(NiSO4•nH2O)：n(H2O)= =1：7，n=7。 13．（24-25高三上·辽宁丹东·模拟预测）六水合氯化镍常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要含)制备六水合氯化镍晶体，设计流程如图所示： 回答下列问题： (1)已知可制得配合物中的键数目为 。 (2)写出“酸溶”时，发生反应的离子方程式： 。 (3)试剂a应选用下列物质中的_______(填选项)。 A． B． C． D． (4)“除铜”过程发生反应的离子方程式是 。 (5)“沉镍”所得沉淀可表示为为测定沉淀的组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(时，只收集到一种气体产物，以上残留固体为)。则该样品的化学式为 。 (6)由制备的实验方案：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节， ，过滤，冰水洗涤，干燥(溶解度曲线如图所示)。 (7)和的合金是目前使用广泛的储氢材料，该合金的晶胞结构如图所示。已知该晶体晶胞底面边长为，高为，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 (用a、c、列出计算式即可)。 【答案】 (1)24 (2) (3)B (4) (5) (6)蒸发浓缩，冷却(至左右)结晶 (7)或 【分析】往镍矿渣(主要含NiS、CuS、FeS)中加入稀硫酸和稀硝酸进行酸溶，该过程中-2的S元素被氧化为S单质，过滤除去，滤液中主要含Ni2+、Cu2+和Fe3+等，向滤液中加入试剂a调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，该过程不能引入新的杂质，试剂a为Ni(OH)2，过滤后向滤液中加入NiS沉淀Cu2+，然后加入试剂b沉镍，以此解答。 （1）[Ni(NH3)6]Cl2中1个NH3含有3个N-Hσ键，则6个NH3含有18个N-Hσ键，还有6个配位键，则1mol[Ni(NH3)6]Cl2中共有σ键数目为24NA，故答案为：24； （2）“酸溶”时，NiS和稀硝酸发生氧化还原反应生成S单质和NO，根据氧化还原反应的规律配平离子方程式为：3NiS+8H++2=3Ni2++3S+2NO↑+4H2O，故答案为：3NiS+8H++2=3Ni2++3S+2NO↑+4H2O； （3）向滤液中加入试剂a调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，该过程不能引入新的杂质，NaOH和Na2CO3会引入Na+，Ni(NO3)2不能调节pH，则试剂a可以是Ni(OH)2，故答案为：B； （4）“除铜”过程中NiS和Cu(NO3)2反应生成CuS和Ni(NO3)2，离子方程式为：，故答案为：； （5）700℃以上残留固体为NiO，所以，500℃~750℃条件下收集到的气体产物只有一种，应是CO2，则，根据C元素守恒可知3.41g样品中含有0.01molNiCO3，根据Ni元素守恒可知样品中含有0.02molNi(OH)2，第一阶段失去的成分应为H2O，，0.02molNi(OH)2可以产生0.02mol H2O，所以样品中含有0.02mol H2O，则x:y:z=0.01mol:0.02mol:0.02mol=1:2:2，所以化学式为NiCO3·2Ni(OH)2·2H2O，故答案为：NiCO3·2Ni(OH)2·2H2O； （6）由xNiCO3·yNi( OH)2 ·zH2O固体制备NiCl2·6H2O的实验方案是：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节溶液的pH值，蒸发浓缩，冷却至0°C左右结晶，过滤，用冰水洗涤，干燥，故答案为：蒸发浓缩，冷却(至0°C左右)结晶； （7）利用均摊法进行分析，一个晶胞中含有La的数目为：，Ni的数目为：，则该晶体的化学式为：LaNi5，晶胞的质量为：，晶胞的体积为：，则该晶体密度为：或g/cm3，故答案为：或 。 14．（24-25高三上·广东东莞·模拟预测）2030年全球新能源动力电池镍消费量将达到2020年全球镍产量的近40%。碱式碳酸镍在工业上可作为制备其他含镍化合物的原料。工业上由某含镍废渣精矿(主要成分为)为原料制备碱式碳酸镍的流程如下图所示。 已知：①25℃时，相关离子开始沉淀和完全沉淀的如表所示。 离子 开始沉淀时的 6.4 2.2 4.4 完全沉淀时的 8.4 3.5 6.7 ②25℃时，。 回答下列问题： (1)滤渣I的主要成分为 (填化学式)。 (2)“除杂1”时应利用加入的Na2CO3溶液凋节溶液的范围为 。 (3)“除杂2时发生反应的离子方程式为，时，该反应的化学平衡常数为 ；实验测得此工序中加入的物质的量与“除杂1”所得溶液中的物质的量之比、反应温度对除杂2”所得滤渣中铜镍比的关系分别如图所示： 则最佳的加入NiS的物质的量与“除杂1”所得溶液中Cu2+的物质的量之比和反应温度分别为 。 (4)“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有 (填化学式)的水溶液。 (5)“沉镍”时应控制温度为，反应除生成外，还有一种无色气体生成，写出“沉镍”反应的离子反应方程式 。 (6)碱式碳酸镍可进一步转化制得镍氢电池。镍氢电池充电的工作原理为：(M表示储氢金属或合金)，该电池充电过程中阴极的电极反应式为 。 【答案】 (1) (2) (3) 1.6、 (4) (5)3Ni2+ +3 + (2+x)H2O=NiCO3•2Ni(OH)2•xH2O + 2CO2↑ (6) 【分析】含镍废渣精矿加入稀硫酸溶浸，NiO、Fe2O3、CuO溶解后转化为相应的金属阳离子，SiO2难溶，成为滤渣Ⅰ，过滤后向滤液中加入碳酸钠调节pH，得到Fe(OH)3沉淀，之后再加入NiS得到CuS沉淀，过滤后向滤液中加入D2EHPA+煤油萃取Ni2+，分液后向有机相中加入稀硫酸进行反萃取，分液后向水相中加入碳酸钠溶液，得到碱式碳酸镍。 （1）由分析可知，滤渣Ⅰ主要成分为难溶的SiO2。 （2）除杂1时主要是除去Fe3+，而不除去Cu2+、Ni2+，根据表中数据可知，应调节pH的范围为3.5≤pH＜4.4。 （3）该反应的平衡常数K==1.25×107；据图可知当物质的量之比为1.6时、温度为80℃(80℃之和Cu/Ni比几乎不变)，滤渣中Cu/Ni比达到最大，为最佳。 （4）向滤液中加入D2EHPA+煤油萃取Ni2+，分液后向有机相中加入稀硫酸进行反萃取得到NiSO4，则“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有NiSO4的水溶液， （5）沉镍时，向含有NiSO4的水溶液加入碳酸钠溶液，反应除生成NiCO3•2Ni(OH)2•xH2O外，还有一种无色气体生成，根据元素守恒可知该气体应为CO2，该反应的离子方程式为：3Ni2+ +3 + (2+x)H2O=NiCO3•2Ni(OH)2•xH2O + 2CO2↑。 （6）充电时阴极发生还原反应，根据镍氢电池充电的工作原理可知M在阴极得到电子生成MH，根据得失电子守恒和电荷守恒配平阴极的电极反应式为。 15．（24-25高三上·江苏镇江·模拟预测）一种从某铜镍矿(主要成分为、、、、等)中回收、的流程如图。 (1)基态的外围电子排布为 。 (2)“氧压浸出"过程中，加压的目的是 。 (3)“萃铜"时发生的反应为，适当增大溶液有利于铜的萃取，其原因是 。 (4)“沉铁"过程生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式为 。 (5)单质镍与碳、镁形成某晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中和的原子个数之比为 。 (6)“沉镍"时为确保沉淀完全，理论上应调节溶液 。(已知：时，；当溶液中时，可认为该沉淀完全)。 (7)测定粗品的纯度。取粗品溶于水(滴加几滴稀硫酸)配成溶液，取溶液于锥形瓶中，滴入几滴指示剂，用的标准溶液滴定，平均消耗标准溶液。计算确定粗品中的纯度 。(已知：，写出计算过程)。 【答案】 (1)3d9 (2)增大氧气的溶解度，加快化学反应速率 (3)适当增大溶液，促进萃取平衡正向移动，提高铜的萃取率 (4)3Fe3++Na++2+3H2O+3MgO=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3Mg2+ (5)1:3 (6)9.3 (7)93.67% 【分析】向铜镍矿（主要成分为、、、、等）中加入O2、H2SO4进行氧压浸出，将铁元素转化为Fe2(SO4)3，镍元素转化为NiSO4、铜元素转化为CuSO4、镁元素转化为MgSO4，硫元素转化为S单质，过滤得到滤渣主要成分为SiO2和S，用铜离子萃取剂萃取出Cu2+，分液得到萃取液，萃余液中主要含有Fe3+、Mg2+、Ni2+，向萃余液中加入Na2SO4和MgO进行沉铁将Fe3+转化为NaFe3(SO4)2(OH)6、过滤出沉淀，向滤液中加入MgO将Ni2+以Ni(OH)2的形成沉淀，最后对Ni(OH)2进行处理制得Ni,母液中主要溶质为MgSO4； （1）Cu核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1，失去4s能级1个电子、3d能级1个电子形成Cu2+，Cu2+的外围电子排布式为3d9； （2）“氧压浸出"通入氧气时加压的目的是增大氧气的溶解度，加快化学反应速率； （3）“萃铜"时发生的反应为，适当增大溶液，促进萃取平衡正向移动，提高铜的萃取率； （4）萃余液呈酸性，加入氧化镁调节pH，向萃余液中加入Na2SO4进行沉铁将Fe3+转化为NaFe3(SO4)2(OH)6，“沉铁"过程生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式为3Fe3++Na++2+3H2O+3MgO=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+3Mg2+； （5）由均摊法，晶胞中Mg个数为，Ni个数为，该晶体中和的原子个数之比为1:3； （6）“沉镍"时为确保沉淀完全，此时，由，则溶液，常温下，溶液的pH=-lgc(H+)=-1+lg2+10=9.3； （7）已知：，则n(Ni2+)=n(H2Y2-)=0.05000mol/L×50.00×10-3L=2.5000×10-3mol，粗品中，粗品中的纯度。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 精练07 化学工艺流程常考元素：镍 1．（2024·河北·模拟预测）某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属、、及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍以制备硫酸镍晶体： 下列说法正确的是。 A．“碱浸”时不使用氨水主要是因为氨水不稳定 B．“滤液②”中含有的金属离子是、 C．“转化”中替代溶液的物质可以是 D．分离出硫酸镍晶体后的母液需要收集、循环使用 2．（2024·辽宁丹东·二模）以含镍废料(主要成分为NiO，含少量FeO、Fe2O3、CoO、BaO和SiO2)为原料制备碳酸钴(CoCO3)和NixOy的工艺流程如图。下列说法正确的是 A．“滤渣I”成分是SiO2 B．“氧化”时为证明添加NaClO3已足量，可用KSCN溶液进行检验 C．“沉钴”反应的离子方程式为2+Co2+=CoCO3↓+CO2↑+H2O D．NiSO4溶液通过蒸发结晶获得NiSO4·6H2O晶体 3．（2024·湖南·二模）铁、镍及其化合物有广泛的用途。某矿渣的主要成分为NiFe2O4(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO2等，以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺流程： 已知：①(NH4)2SO4在350℃以上会分解生成NH3和H2SO4；NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4、Fe2(SO4)3； ②Ksp(CaF2)=4.0×10-11。 则下列说法错误的是 A．(NH4)2SO4的作用是将金属元素转化为可溶性硫酸盐，便于浸出 B．“浸渣”的成分为Fe(OH)3和SiO2 C．沉镍过程中的离子方程式：Ni2++HCO+NH3=NiCO3↓+NH D．“浸出液”中c(Ca2+)=1.0×10-3mol•L-1，当除钙率达到99%时，溶液中c(F-)=2.0×10-3mol•L-1 4．（24-25高三上·山东菏泽·模拟预测）从含镍催化剂(含、、等物质)中回收金属资源的流程如下： 已知：完全沉淀的为9.0，下列说法正确的是 A．“溶浸”和“酸浸”使用的试剂分别为溶液和盐酸 B．“酸化”反应的离子方程式为 C．红褐色固体为 D．若杂质中含有，则浓缩结晶所得产品中可能含有 5．（2024·湖北·模拟预测）以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾［NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如图： 已知：Fe3+在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，Fe2+在pH约为9时可完全转化为Fe(OH)2 下列说法错误的是 A．“滤渣”的主要成分是SiO2 B．为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤I”的滤液和滤渣洗涤液合并 C．“氧化”过程发生的离子方程式为2H++2Fe2++ClO-=2Fe3++Cl-+H2O D．“沉铁”过程中加入碳酸钠的作用是调节溶液的酸碱度，应将pH控制在3.7~9 6．（24-25高三上·山东菏泽·模拟预测）一种以镍钴合金废料(含Co、Ni、Fe、Cu、Al、Zn、Cd及其氧化物)为原料提取Co、Ni的工艺流程如下图所示。 回答下列问题： (1)“破碎”和“酸浸”工序也可通过电解法来实现，电解装置中的阳极材料应选择 。 (2)“氧化”的目的是 。 (3)滤渣1的主要成分除之外，还有 (填化学式)。 (4)“沉钴”工序，转化为的离子方程式为 。 (5)、与EDTA均可形成稳定的环状离子，稳定性较强的是 (填“”或“”)。“反萃取2”中Fe、Ni的存在形式与pH关系如图所示，该工序需控制的最佳pH是 。 (6)是制备的中间体。和煅烧均可得到，前者得到的比表面积更大，其原因是 。 7．（24-25高三上·河北邯郸·模拟预测）镍废料中主要含有Ni单质，还有少量的Cu、Fe、Pb单质等。现从中制取，可用于制造人造卫星、宇宙飞船的高能电池，也可用于制成镍铬碱性电池，生产流程见下： 已知0.010mol/L金属离子在不同pH下的沉淀情况如下： 开始沉淀pH 3.0 5.0 7.4 9.7 完全沉淀pH 4.0 6.5 9.0 11 回答下列问题： (1)“酸浸”时参与反应的与物质的量之比保持为3：2，此时Ni单质被氧化为，所发生反应的化学方程式为 。 (2)加入碳酸钙调pH的目的是 ，必须先过滤“沉渣1”后再进行“除Cu”的原因是 。 (3)“操作B”是 、 ，“煅烧”时隔绝空气，所产生两种气体的成分是 。 (4)NiO溶于盐酸产生，再加入适量NaOH和NaClO混合溶液制备。生成时发生反应的离子方程式为 。 (5)根据上表数据计算，当溶液中完全沉淀时， mol/L。 8．（24-25高三上·陕西西安·模拟预测）利用废镍催化剂(主要成分为Ni和NiO，还含有一定量的 SiO2、ZnO、Fe2O3、CaO等)制备水合氢氧化氧镍(NiOOH∙xH2O)的工艺流程如下： 已知：①Ni 能与O2反应生成 NiO； ②。回答以下问题： (1)“焙烧”前，需将废镍催化剂粉碎的目的是 ，滤渣1的成分是 。 (2)“酸浸”时，主要反应的离子方程式为 。 (3)“萃取”时，pH 对金属离子萃取率的影响如图所示： 萃取剂萃取金属离子的原理 萃取剂的萃取能力随 pH 的降低而 (填“降低”“不变”或“升高”)，其原因是 。 (4)取10.1g纯净干燥的NiOOH∙xH2O，在空气中加强热，充分反应后生成 8.3gNi2O3，则x = 。 9．（24-25高三下·河北保定·模拟预测）硫酸钴可用于电镀、碱性电池、生产含钴颜料，有着较为广泛的用途．由含钴矿（主要成分为,含有少量的氧化物及有机物等）制备硫酸钴，并实现元素的回收流程如图： 已知：①; ②焦亚硫酸钠常用作食品抗氧化剂； ③氧化性：． 回答下列问题： (1)滤渣1的成分为 ． (2)酸浸工序发生的主要反应的化学方程式是 ． (3)氧化调工序中，的作用是 （用离子方程式表示）；调时，最好选择 ． a．     b．     c． (4)萃取后，浓度为,当沉镍率达到99%时，溶液中浓度为 ． (5)向除杂后的溶液中，加入有机酸萃取剂,发生反应：,实验发现，随着的增大，萃取率逐渐升高，这是由于 ,当时，萃取率最高． (6)硫酸钴可用于生产钴酞菁，酞菁和钴酞菁的分子结构如图所示．酞菁分子中所有原子共平面，则氮原子的杂化方式为 ．钴酞菁分子中，氮原子与钴离子形成 键． 10．（2024·福建南平·一模）钴镍渣是湿法炼锌净化渣之一，其中含有较多的Zn（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）和少量Co（Ⅱ）、Fe（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）的硫酸盐及氢氧化物（“Ⅱ”指相应元素的化合价为＋2价）。利用以下工艺流程回收金属并制备碱式碳酸锌： 已知：过二硫酸根（）的结构式为，的还原产物为。 回答下列问题： (1)“溶浸”中，可以加快化学反应速率的措施有 （任写一种）。 (2)向“浸取液”中加入Zn粉，发生反应的离子方程式为 。 (3)过二硫酸根具有极强的氧化性，原因是 。 (4)“氧化、沉钴”时，加入溶液并调节溶液pH至5.0～5.2，反应生成沉淀的离子方程式为 。 (5)研究加入溶液时温度和时间对金属脱除率的影响，所得曲线如下图所示： 由图可知，“氧化、沉钴”的适宜温度和时间是 。金属脱除是指溶液中的二价金属离子被氧化后形成氢氧化物沉淀除去，滤渣中还含有 （填化学式）。 (6)向溶液中加入适量的溶液，反应生成沉淀的化学方程式为 。 (7)锌的某些硫化物具有独特的光电效应，被研究应用于荧光材料、电磁学等领域。如图为锌的某种硫化物晶体的晶胞结构。 ①基态的价层电子排布图为 。 ②该硫化物晶体的密度ρ＝ （用含a、b、的代数式表示）。 11．（2024·陕西安康·模拟预测）镍酸锂可用作锂离子电池的正极材料。利用预处理后的废镍催化剂(主要成分是，含有少量Fe、Ba、Al等元素)制备的流程如下： 常温下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下表所示： 金属离子 开始沉淀时的pH 7.2 3.7 2.2 7.5 完全沉淀时的pH 8.7 4.7 3.2 9.0 回答下列问题： (1)“滤液”的主要溶质为和 (填化学式)，提高“碱浸”速率的措施有 (答出一条即可)。 (2)“酸浸”时加入溶液的目的是 。一定条件下，当废镍催化剂为时，“酸浸”时使用不同体积质量分数为40%的溶液调pH，加入溶液和废镍催化剂的液固比与所得溶液中镍含量的关系如图所示，最佳液固比为 。液固比为时，镍含量较低，可能的原因是 。 (3)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为 。 (4)若“氧化”后溶液中浓度为，则“分步沉淀”的第一步中，应控制溶液的pH范围是 。 (5)“煅烧”时，发生反应的化学方程式为 。 (6)研究表明，在中掺杂其他金属离子(Ni的化合价不变)可提高电池的性能。一种单组分掺杂产品的化学式为，其中Co的化合价为，则 。 12．（24-25高三上·重庆·模拟预测）实现废钨-镍型加氢催化剂（主要成分为、、，还含有、和少量有机物）中有价值金属回收的工艺流程如下。 已知： ①；纯碱不与、反应； ②常温下钨酸难溶于水； ③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 开始沉淀时的 7.2 3.7 2.2 7.5 沉淀完全时的 8.7 4.7 3.2 9.0 (1)基态的价电子排布式为 ，有 个未成对电子。 (2)废催化剂进行“氧化”的目的是 。 (3)“钠化焙烧”中，反应的化学方程式为 。 (4)①“酸化沉钨”中，判断“沉钨”是否沉淀完全的方法是 。 ②制备出黄钨后，工业上可以采用铝热还原法生产钨，其化学方程式为 。 (5)浸渣2的主要成分为 （填化学式），“调”时溶液的范围为 。 (6)溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤可获得晶体。 采用法测定晶体中结晶水的含量。[法测定金属阳离子含量的方程式为：]。 步骤一：标定。取的标准溶液于锥形瓶中，用溶液滴定至终点，消耗溶液的体积为。 步骤二：称取晶体，配制成溶液进行滴定，滴定达终点时消耗溶液的体积为。 可计算得到 （结果保留整数）。 13．（24-25高三上·辽宁丹东·模拟预测）六水合氯化镍常用于电镀、陶瓷等工业。某实验室以镍矿渣(主要含)制备六水合氯化镍晶体，设计流程如图所示： 回答下列问题： (1)已知可制得配合物中的键数目为 。 (2)写出“酸溶”时，发生反应的离子方程式： 。 (3)试剂a应选用下列物质中的_______(填选项)。 A． B． C． D． (4)“除铜”过程发生反应的离子方程式是 。 (5)“沉镍”所得沉淀可表示为为测定沉淀的组成，进行下列实验：称取干燥沉淀样品，隔绝空气加热，剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(时，只收集到一种气体产物，以上残留固体为)。则该样品的化学式为 。 (6)由制备的实验方案：向固体中加入过量盐酸，搅拌，调节， ，过滤，冰水洗涤，干燥(溶解度曲线如图所示)。 (7)和的合金是目前使用广泛的储氢材料，该合金的晶胞结构如图所示。已知该晶体晶胞底面边长为，高为，设为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为 (用a、c、列出计算式即可)。 14．（24-25高三上·广东东莞·模拟预测）2030年全球新能源动力电池镍消费量将达到2020年全球镍产量的近40%。碱式碳酸镍在工业上可作为制备其他含镍化合物的原料。工业上由某含镍废渣精矿(主要成分为)为原料制备碱式碳酸镍的流程如下图所示。 已知：①25℃时，相关离子开始沉淀和完全沉淀的如表所示。 离子 开始沉淀时的 6.4 2.2 4.4 完全沉淀时的 8.4 3.5 6.7 ②25℃时，。 回答下列问题： (1)滤渣I的主要成分为 (填化学式)。 (2)“除杂1”时应利用加入的Na2CO3溶液凋节溶液的范围为 。 (3)“除杂2时发生反应的离子方程式为，时，该反应的化学平衡常数为 ；实验测得此工序中加入的物质的量与“除杂1”所得溶液中的物质的量之比、反应温度对除杂2”所得滤渣中铜镍比的关系分别如图所示： 则最佳的加入NiS的物质的量与“除杂1”所得溶液中Cu2+的物质的量之比和反应温度分别为 。 (4)“萃取”和“反萃取”的最终目的是富集获得含有 (填化学式)的水溶液。 (5)“沉镍”时应控制温度为，反应除生成外，还有一种无色气体生成，写出“沉镍”反应的离子反应方程式 。 (6)碱式碳酸镍可进一步转化制得镍氢电池。镍氢电池充电的工作原理为：(M表示储氢金属或合金)，该电池充电过程中阴极的电极反应式为 。 15．（24-25高三上·江苏镇江·模拟预测）一种从某铜镍矿(主要成分为、、、、等)中回收、的流程如图。 (1)基态的外围电子排布为 。 (2)“氧压浸出"过程中，加压的目的是 。 (3)“萃铜"时发生的反应为，适当增大溶液有利于铜的萃取，其原因是 。 (4)“沉铁"过程生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式为 。 (5)单质镍与碳、镁形成某晶体的晶胞结构如图所示，该晶体中和的原子个数之比为 。 (6)“沉镍"时为确保沉淀完全，理论上应调节溶液 。(已知：时，；当溶液中时，可认为该沉淀完全)。 (7)测定粗品的纯度。取粗品溶于水(滴加几滴稀硫酸)配成溶液，取溶液于锥形瓶中，滴入几滴指示剂，用的标准溶液滴定，平均消耗标准溶液。计算确定粗品中的纯度 。(已知：，写出计算过程)。 ( 8 )原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$