2025届高考化学专项小练化工流程

化工流程专题训练
1．海水是巨大的化学资源宝库，利用海水可以提取许多物质。

利用1：提溴工业
用海水晒盐之后的盐卤可提取溴，提取流程如图：
(1)吹出塔中热空气能将溴单质吹出的缘由是______________________________________。

蒸馏塔中通入水蒸气进行加热，须要限制温度在90 ℃左右的缘由是_________________。

利用2：提镁工业
从海水提取食盐和Br2之后的盐卤中除含有Mg2＋、Cl－外，还含有少量Na＋、Fe2＋、Fe3＋、SO2－4和CO(NH2)2等，还可以用来提取MgCl2、MgO、Mg(OH)2等物质，流程如图所示：
(2)用NaClO除去尿素CO(NH2)2时，生成物除盐外，还有能参加大气循环的无毒物质，则该反应的化学方程式为_____________________________________________________________；
加入NaClO的另一个作用是______________________________________________________。

利用3：淡化工业
(3)海水淡化的方法主要有闪蒸法、离子交换法、电渗析法等。

离子交换法淡化海水模拟过程如图所示。

氢型阳离子交换原理可表示为：HR＋Na＋===NaR＋H＋；……。

羟型阴离子交换树脂填充部分存在的反应有：ROH ＋Cl－===RCl＋OH－；____________；______________。

(4)电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法，其原理如图所示：
①图中的海水没有干脆通入到阴极室中，其缘由是______________________________。

②淡化水在________室(填X、Y、Z、M或N)形成后流出。

答案(1)溴单质的沸点低，溴单质易挥发温度过低不利于溴的蒸出，温度过高会蒸出较多水蒸气
(2)3NaClO＋CO(NH2)2===3NaCl＋CO2↑＋N2↑＋2H2O 将Fe2＋氧化为Fe3＋，并形成Fe(OH)3
(3)2ROH＋SO2－4===R2SO4＋2OH－H＋＋OH－===H2O (4)①海水中含有较多的Mg2＋、Ca2＋等阳离子，阴极放电产生OH－，简单生成Mg(OH)2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞交换膜②Y、M
解析(1)吹出塔中热空气能将溴单质吹出的缘由是由于液溴沸点低，易挥发。

蒸馏塔中通入水蒸气进行加热，须要限制温度在90 ℃左右是由于温度过低不利于溴的蒸出，而温度过高会蒸出较多水蒸气。

(2)加入的NaClO具有强氧化性，尿素具有还原性，在NaClO除去尿素CO(NH2)2时，二者发生氧化还原反应，产生CO2、N2、H2O、NaCl，依据得失电子守恒、原子守恒，可得反应方程式为3NaClO＋CO(NH2)2===3NaCl ＋CO2↑＋N2↑＋2H2O；在提取盐后的盐卤水中含有还原性微粒Fe2＋，而NaClO具有强氧化性，能够将Fe2＋氧化产生Fe3＋，同时NaClO是强碱弱酸盐，水解使溶液显碱性，Fe3＋与水解产生的OH－结合形成Fe(OH)3沉淀，因此加入NaClO的另一个作用是将Fe2＋氧化为Fe3＋，并形成Fe(OH)3沉淀除去。

(4)①海水为混合物，其中含有大量的Mg2＋、Ca2＋等阳离子，而阴极在电解时水放电产生H2同时会产生OH －，OH－易与Mg2＋、Ca2＋反应生成Mg(OH)
2和Ca(OH)2等沉淀附着在电极表面或堵塞交换膜，因此不能将海水干脆通入到阴极室；②X、Y、Z、M中均加入海水，依据电解装置可知左侧为电解池的阳极，右侧为阴极，溶液中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，由此可分析Y中的Cl－会通过阴离子交换膜进入左侧X 室，而其中的Na＋则通过阳离子交换膜进到右侧Z中；同理M中的阳离子Na＋会通过阳离子交换膜进到右侧阴极区N中，其中的阴离子Cl－会通过阴离子交换膜进入Z中，而Z中的阴、阳离子都无法透过相应的交换膜，因此能得到淡水的是Y、M，而Z中的氯化钠浓度增大。

2．锆及其化合物作为新材料，具有相当重要的意义。

氧氯化锆(ZrOCl2)是制备锆系列材料的一种重要中间产品，用锆英砂(主要成分ZrSiO4)制备水合氧氯化锆有多种方法，目前运用较多的是“一酸一碱法”，其主要流程如图：
已知：①Na2ZrO3在强碱性的介质中不溶解或水解；②硅酸和原硅酸都具有吸附性。

回答下列问题：
(1)“碱烧”过程中生成“碱熔料”的化学方程式为______________________________。

(2)“水洗压滤”工艺可以将30%～70%的硅除去，如图表示的是各种工艺改变对水洗除硅率的影响，则为了提高除硅率应实行的措施是_____________________________________
(随意回答两条即可)。

(3)硅的去除还有一部分是通过上述流程中的________工艺实现的，这一部分硅转化成的物质是__________(填化学式)。

(4)水洗压滤的主要目的是除硅，则转型压滤的主要目的是除去__________，转型压滤过程中生成ZrO(OH)2的离子方程式为________________________________________________。

(5)操作M包括________、过滤、洗涤、干燥；上述工艺若不加改进，锆的损失会比较大，为了削减锆的损失，应当改进的措施是_________________________________________。

(6)称取3.220 g产品(水合氧氯化锆)，溶于盐酸配制成1 000 mL溶液，取25 mL于锥形瓶中，加热至
90 ℃以上，并滴入2滴二甲酚橙指示剂，趁热用0.012 5 mol ·L －1
EDTA 标准溶液滴定，当溶液由红色变为黄色且半分钟不褪色时，消耗EDTA 溶液20 mL 。

计算水合氧氯化锆的化学式为________(EDTA 与ZrO 2＋在上述条件下以1∶1比例反应；锆的相对原子质量为91)。

答案 (1)ZrSiO 4＋4NaOH ===高温Na 2SiO 3＋Na 2ZrO 3＋2H 2O(或ZrSiO 4＋6NaOH ===高温Na 4SiO 4＋Na 2ZrO 3＋3H 2O) (2)
水料比在3∶1～4∶1之间均可；混合后马上搅拌；搅拌时间30～60 min 均可 (3)“转型压滤”和“酸化压滤” H 2SiO 3(或H 4SiO 4) (4)钠(或Na ＋或氯化钠) Na 2ZrO 3＋2H ＋===2Na ＋＋ZrO(OH)2 (5)蒸发浓缩、冷却结晶 将滤渣洗涤，并将洗涤液并入母液中，重复操作M (6)ZrOCl 2·8H 2O
解析 (6)依据题意，25 mL 产品溶液消耗EDTA 标准溶液的物质的量为0.02 L ×0.012 5 mol ·L －1＝0.000 25 mol ，由于EDTA 与ZrO 2＋在上述条件下以1∶1比例反应，则ZrO 2＋的物质的量为0.000 25 mol ，则3.220 g 产品(水合氧氯化锆)中水合氧氯化锆的物质的量为0.000 25 mol ×
1 00025
＝0.01 mol ，氧氯化锆的物质的量也为0.01 mol ，因此所含结晶水的质量为3.22 g －0.01 mol ×178 g ·mol －1＝1.44 g ，则水的物质的量为0.08 mol ，则氧氯化锆与水的物质的量之比为0.01 mol ∶0.08 mol ＝1∶8，则水合氧氯化锆的化学式为ZrOCl 2·8H 2O 。

3．Ni(OH)2作为合成镍钴锰三元电极材料的原料，工业上可用红土镍矿(主要成分为NiO 、FeO 、Fe 2O 3、MgO 和SiO 2)制备，工艺流程如图所示。

回答下列问题：
(1)“滤渣1”的成分为__________(写化学式)。

(2)“除铁”中，加入NaClO 的目的是_________________________________________，
为了证明加入NaClO 已足量，可选择的试剂是________ (填字母)。

a ．KSCN 溶液、氯水
b ．K 3[Fe(CN)6] 溶液
c ．NaOH 溶液
(3)已知“滤渣2”的成分为黄钠铁矾，其化学式为NaFe 3(SO 4)2(OH)6，则“除铁”中“Na 2CO 3/△”条件下生成滤渣2的离子方程式为_______________________________。

(4)“除镁”中，若溶液pH过小，Mg2＋沉淀不完全，缘由是______________________。

(5)“沉镍”的离子方程式为_________________________________________________。

(6)以镍钴锰三元材料(可简写为Li1－n MO2)为一极电极材料的新型锂电池工作原理如图所示，放电时总反应
为Li1－n MO2＋Li n C6 放电
充电LiMO2＋6C，则充电时b极的电极反应式为
________________________________________________________________________。

答案(1)SiO2(2)将Fe2＋氧化成Fe3＋ b
(3)Na＋＋3Fe3＋＋2SO2－4＋3H2O＋3CO2－3===NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋3CO2↑(4)F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2＋＋2F－平衡向右移动(5)Ni2＋＋2HCO－3===NiCO3↓＋CO2↑＋H2O
(6)LiMO2－n e－===Li1－n MO2＋n Li＋
解析(2)加入NaClO可以将Fe2＋氧化成Fe3＋，便于除去；当NaClO足量时，溶液Fe元素以Fe3＋的形式存在，不含Fe2＋，所以只要证明溶液中没有Fe2＋就可以说明NaClO足量；由于溶液中存在Fe3＋，所以滴加KSCN溶液溶液会显红色，再加氯水没有明显改变，无法检验Fe2＋，故不选a；Fe2＋可以和K3[Fe(CN)6]溶液生成蓝色沉淀，故b合适；加NaOH溶液会产生Fe(OH)3沉淀，即便有Fe2＋，产生的Fe(OH)2沉淀也会被快速氧化，而且Fe(OH)3沉淀的颜色会覆盖掉Fe(OH)2的颜色，所以无法通过NaOH溶液推断是否有Fe2＋，故不选c。

(3)反应物有Fe3＋、Na2CO3、SO2－4等，产物有NaFe3(SO4)2(OH)6，产物中的OH－说明该反应过程有Fe3＋与CO2－3的相互促进水解，所以产物应当还有CO2，依据元素守恒可得离子方程式为Na＋＋3Fe3＋＋2SO2－4＋3H2O＋3CO2－3 ===NaFe3(SO4)2(OH)6↓＋3CO2↑。

(4)F－与H＋结合形成弱电解质HF，MgF2Mg2＋＋2F－平衡向右移动，导致镁离子沉淀不完全。

(5)沉镍时反应有Ni2＋、NH4HCO3，产物有NiCO3说明不是相互促进水解，而是Ni2＋与HCO－3电离出的CO2－3结合生成NiCO3沉淀，促进HCO－3的电离，同时产生大量的氢离子，而氢离子又和HCO－3反应生成二氧化碳和水，所以离子方程式为Ni2＋＋2HCO－3===NiCO3↓＋CO2↑＋H2O。

4．钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。

工业上利用钼精矿(主要成分是MoS2，含少量PbS等)制备钼酸钠的途径如图所示：
(1)Na2MoO4·2H2O中钼元素的化合价是________。

(2)焙烧过程发生的主要反应为MoS2＋O2―→MoO3＋SO2(未配平)，该反应的氧化产物是____________(填化学式)。

(3)碱浸时生成Na2MoO4和一种气体A，该气体的电子式为____________；沉淀时加入Na2S溶液的目的是______________________________________________________________。

(4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉，图1为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。

第6层焙烧炉中所得MoO3与MoO2的物质的量之比为________。

(5)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂。

常温下，碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率试验结果如图2：
①使碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为________。

②随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要缘由是
________________________________________________________________________。

③空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在碳钢表面形成FeMnO 4­Fe 2O 3爱护膜。

密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除须要加入钼酸盐外还需加入NaNO 2。

则NaNO 2的作用是________________________________________________________________________。

答案 (1)＋6 (2)MoO 3和SO 2 (3)
除去Pb 2＋ (4)1∶3 (5)①1∶1 ②Cl －有利于碳钢的腐蚀，SO 2－4不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸
③替代空气中氧气起氧化剂作用
解析 (2)焙烧过程中MoS 2和O 2反应生成MoO 3和SO 2，Mo 元素的化合价从＋2价上升到＋6价、S 元素的化合价从－1价上升到＋4价，O 元素的化合价从0价降低到－2价，依据得失电子守恒和原子守恒，配平后的化学方程式为2MoS 2＋7O 2===△
2MoO 3＋4SO 2，该反应的还原剂是MoS 2，则氧化产物是MoO 3和SO 2。

(3)由流程图可知，碱浸时MoO 3与Na 2CO 3反应生成一种气体A 和Na 2MoO 4，可推知碱浸时发生了反应：MoO 3＋CO 2－3===MoO 2－4＋CO 2↑，则A 为CO 2，电子式为；流程图中“沉淀时”加入Na 2S 溶液后再过滤，
得到的滤液中已经不含铅元素，则铅元素转移到废渣中，即废渣含PbS ，加入Na 2S 溶液目的是除去Pb 2＋。

(4)第6层焙烧炉中所得含钼元素产物有MoS 2、MoO 3与MoO 2，其中MoS 2与MoO 3物质的量百分数均为20%，则MoO 2物质的量百分数为60%，则MoO 3与MoO 2的物质的量之比为1∶3。

(5)①依据图像知当缓蚀剂中钼酸钠和月桂酰肌氨酸均为150 mg ·L －1时碳素钢的缓蚀效果最优，钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为1∶1。

②随着盐酸和硫酸浓度的增大，碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异，则二者主要的差别为阴离子不同，可以推想其主要缘由是Cl －有利于碳钢的腐蚀，SO 2－4不利于碳钢的腐蚀，使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于在硫酸中的腐蚀速率。

③空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在碳钢表面形成FeMnO 4­Fe 2O 3爱护膜。

密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀，除须要加入钼酸盐外还需加入NaNO 2。

则NaNO 2的作用是替代空气中氧气起氧化剂作用，以便在碳钢表面形成FeMnO 4­Fe 2O 3爱护膜。

5 ．(2024·深圳外国语学校高三4月测试)铍铜是广泛应用于制造高级弹性元件的良好合金。

某科研小组从某废旧铍铜元件(含25%BeO 、71%CuS 、少量FeS 和SiO 2)中回收铍和铜两种金属的工艺流程如下：
已知：Ⅰ.铍、铝元素化学性质相像；BeCl 2熔融时能微弱电离；
Ⅱ.常温下部分难溶物的溶度积常数如下表：
(1)滤液A 的主要成分除NaOH 外，还有________(填化学式)，写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的离子方程式：_______________________________________________________。

(2)①滤液C 中含NaCl 、BeCl 2和少量HCl ，为提纯BeCl 2，最合理的试验步骤依次为________(填字母)。

a ．加入过量的氨水 b ．通入过量的CO 2 c ．加入过量的NaOH d ．加入适量的HCl e ．洗涤 f ．过滤 ②从BeCl 2溶液中获得BeCl 2的晶体易带结晶水，但是将BeCl 2晶体与SOCl 2(易水解，产物之一能使品红褪色)混合可得无水BeCl 2，请从平衡移动角度说明缘由：_____________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(3)MnO 2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质，写出反应Ⅱ中CuS 发生反应的化学方程式：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

(4)滤液D 中c (Cu 2＋)＝2.2 mol ·L －1、c (Fe 3＋)＝0.008 0 mol ·L －1、c (Mn 2＋)＝0.010 mol ·L －1，缓慢通氨气调整pH 可将其依次分别(体积改变忽视不计)。

当Cu 2＋恰好完全沉淀[c (Cu 2＋)＝1.0× 10－5 mol ·L －1
]时，溶液中c (Cu 2＋)c (Fe 3＋)约为________。

(22≈4.7，保留两位有效数字)
(5)电解NaCl －BeCl 2混合熔盐可制备金属铍。

①电解过程中，加入氯化钠的目的是___________________________________________。

②电解得到的Be 蒸气中约含1%的Na 蒸气，除去Be 中少量Na 的方法为___________
________________________________________________________________________。

已知部分物质的熔沸点如下表： 物质 熔点(K) 沸点(K) Be
1 551 3 243 Na
370 1 156
答案 (1)Na 2BeO 2、Na 2SiO 3 BeO 2－2＋4H ＋===Be 2＋＋2H 2O (2)①afed ②SOCl 2＋H 2O
SO 2＋2HCl ，SOCl 2能汲取水，同时产生HCl ，抑制BeCl 2的水解
(3)MnO 2＋CuS ＋2H 2SO 4===MnSO 4＋S ＋CuSO 4＋2H 2O (4)2.6×1010 (5)①增加熔融物的导电性
②可以限制温度在1 156～3 243 K 之间冷却
解析 (2)①滤液C 中含NaCl 、BeCl 2和少量HCl ，为提纯BeCl 2，可先加入过量的氨水生成Be(OH)2，过滤，洗涤后再加入盐酸，可生成BeCl 2，操作依次为afed 。

②已知SOCl 2易水解，产物之一能使品红褪色，发生的反应为SOCl 2＋H 2O SO 2＋2HCl ，则SOCl 2能汲取水，同时产生HCl ，抑制BeCl 2的水解。

(4)已知K sp [Cu(OH)2]＝ 2.2×10
－20，当Cu 2＋恰好完全沉淀[c (Cu 2＋)＝1.0×10－5mol ·L －1]时，c (OH －)＝2.2×10－201.0×10－5mol ·L －1；则依据K sp [Fe(OH)3]＝4.0×10－38，可知溶液中c (Fe 3＋)＝ 4.0×10－38( 2.2×10－201.0×10
－5)3mol ·L －1，故溶液中c (Cu 2＋)c (Fe 3＋)＝1.0×10－5÷ 4.0×10－38
( 2.2×10－201.0×10－5)3≈2.6×1010。

(5) ①熔融的NaCl 能导电，则电解过程中，加入氯化钠能增加熔融物的导电性。

②电解得到的Be 蒸气中约含1%的Na 蒸气，由表中熔沸点可知，除去Be 中少量Na 的方法为限制温度在1 156～3 243 K 之间冷却。

6. 钒具有广泛用途。

黏土钒矿中，钒以＋3、＋4、＋5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO 2、Fe 3O 4。

采纳以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH 4VO 3。

该工艺条件下，溶液中金属离子起先沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
回答下列问题：
(1)“酸浸氧化”须要加热，其缘由是______________________________________________。

(2)“酸浸氧化”中，VO＋和VO2＋被氧化成VO＋2，同时还有________离子被氧化。

写出VO＋转化为VO＋2反应的离子方程式_________________________________________________。

(3)“中和沉淀”中，钒水解并沉淀为V2O5·x H2O，随滤液②可除去金属离子K＋、Mg2＋、
Na＋、________，以及部分的________。

(4)“沉淀转溶”中，V2O5·x H2O转化为钒酸盐溶解。

滤渣③的主要成分是________。

(5)“调pH”中有沉淀产生，生成沉淀反应的化学方程式是_____________________________
______________________________________________________________。

(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时，须要加入过量NH4Cl，其缘由是______________________
________________________________________________________________________。

答案(1)加快酸浸氧化反应速率(促进氧化完全)
(2) Fe2＋VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋2＋Mn2＋＋H2O
(3) Mn2＋Fe3＋、Al3＋
(4)Fe(OH)3
(5)NaAlO2＋HCl＋H2O===NaCl＋Al(OH)3↓
(6)利用同离子效应，促进NH4VO3尽可能析出完全
解析(1)“酸浸氧化”过程中钒矿粉、MnO2和30% H2SO4发生反应，常温下反应速率较小，加热的目的是加快酸浸氧化反应速率。

(2)Fe3O4与稀硫酸反应：Fe3O4＋8H＋===2Fe3＋＋Fe2＋＋4H2O，“酸浸氧化”过程中，Fe2＋具有还原性，也能被MnO2氧化生成Fe3＋。

VO＋被氧化为VO＋2，MnO2则被还原为Mn2＋，溶液呈酸性，结合守恒规律，写出离子方程式：VO＋＋MnO2＋2H＋===VO＋2＋Mn2＋＋H2O。

(3)由表中数据可知，Mn2＋起先沉淀的pH为8.1，Al3＋起先沉淀的pH为3.0，沉淀完全的pH为4.7，Fe3＋沉淀完全的pH为3.2。

“中和沉淀”中调整pH＝3.0～3.1，钒水解并沉淀为V2O5·x H2O，此时Mn2＋不沉淀，Al3＋部分沉淀，Fe3＋几乎沉淀完全，故随滤液②除去的金属离子有K＋、Mg2＋、Na＋、Mn2＋及部分Al3＋、Fe3＋。

(4)滤饼②中含V2O5·x H2O、Fe(OH)3和少量Al(OH)3，“沉淀转溶”中，加入NaOH溶液，调整pH＞13，V2O5·x H2O 转化为钒酸盐溶解，Al(OH)3转化为NaAlO2，故滤渣③的主要成分是Fe(OH)3。

(5)滤液③中含有NaAlO2、NaVO3，“调pH”中加入HCl，调整pH＝8.5，此时NaAlO2＋HCl＋H2O===Al(OH)3↓＋NaCl。

(6)NH4VO3存在沉淀溶解平衡：NH4VO3(s)NH＋4(aq)＋VO－3(aq)，“沉钒”中加入过量NH4Cl，增大c(NH＋4)，有利于NH4VO3结晶析出(同离子效应的应用)。

7. (2024·全国卷Ⅲ，27)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。

采纳如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O)：
溶液中金属离子起先沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：
金属离子Ni2＋Al3＋Fe3＋Fe2＋
起先沉淀时
7.2 3.7 2.2 7.5
(c＝0.01 mol·L－1)的pH
沉淀完全时
8.7 4.7 3.2 9.0
(c＝1.0×10－5 mol·L－1)的pH
回答下列问题：
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是____________________________________________
________________________________________________________________________。

为回收金属，用稀硫酸将“滤液①”调为中性，生成沉淀。

写出该反应的离子方程式________________________。

(2)“滤液②”中含有的金属离子是________________。

(3)“转化”中可替代H2O2的物质是________________。

若工艺流程改为先“调pH”后“转化”，即
，“滤液③”中可能含有的杂质离子为____________。

(4)利用上述表格数据，计算Ni(OH)2的K sp＝_________________________(列出计算式)。

假如“转化”后的溶液中Ni2＋浓度为1.0 mol·L－1，则“调pH”应限制的pH范围是_____。

(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化，可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。

写出该反应的离子方程式___________________________________________________________。

(6)将分别出硫酸镍晶体后的母液收集、循环运用，其意义是________________________。

答案(1)除去油脂，溶解铝及其氧化物AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓
(2)Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋
(3)O2或空气Fe3＋
(4)0.01×(107.2－14)2[或10－5×(108.7－14)2] 3.2～6.2
(5)2Ni2＋＋ClO－＋4OH－===2NiOOH↓＋ Cl－＋H2O
(6)提高镍的回收率
解析(1)因为废镍催化剂表面沾有油脂，所以“碱浸”的目的是除去油脂，同时还可以溶解催化剂中混有的铝及氧化铝杂质。

滤液①中存在的金属元素只有铝元素，铝元素以AlO－2的形式存在，当加酸调到中性时，发生反应的离子方程式为AlO－2＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。

(2)滤饼①加稀硫酸酸浸，产生的滤液中的金属离子有Ni2＋、Fe2＋、Fe3＋。

(3)过程中加入H 2O 2的目的是氧化Fe 2＋，由于Fe 2＋的还原性强，能与氧气反应，因此也可以用氧气或空气代替H 2O 2。

假如过程中先“调pH ”后“转化”，结合金属离子沉淀的有关pH 数据可知，当调整pH 小于7.2时，Fe 2＋不能形成沉淀，加入H 2O 2后Fe 2＋被氧化为Fe 3＋，因此滤液③中可能混有Fe 3＋。

(4)依据溶度积的表达式得K sp [Ni(OH)2]＝c (Ni 2＋)·c 2(OH －)＝0.01×(107.2－14)2[或10－5×
(108.7－14)2]。

当溶液中c (Ni 2＋)＝1.0 mol ·L －1时，c (OH －)＝K sp
c (Ni 2＋)＝0.01×(10
7.2－14)21＝
10－7.8，c (H ＋
)＝K w c (OH －)＝10－1410－7.8＝10－6.2，pH ＝－lg c (H ＋)＝－lg 10－6.2＝6.2。

所以当pH ＝6.2时，Ni 2＋起先产生沉淀，依据流程图可知，调pH 的目的是让Fe 3＋沉淀完全，所以须要调整pH 大于3.2，综合分析，应
限制pH 的范围为3.2～6.2。

(6)分别出硫酸镍晶体后的母液中仍有Ni 2＋
，采纳循环运用的意义是提高镍的回收率。

8. [2024·新高考全国卷Ⅰ(山东)，16]用软锰矿(主要成分为MnO 2，含少量Fe 3O 4、Al 2O 3)和BaS 制备高纯MnCO 3的工艺流程如下：
已知：MnO 2是一种两性氧化物；25 ℃时相关物质的K sp 见下表。

回答下列问题： (1)软锰矿预先粉碎的目的是______________________，MnO 2与BaS 溶液反应转化为MnO 的化学方程式为_________________________________________________________。

(2)保持BaS 投料量不变，随MnO 2与BaS 投料比增大，S 的量达到最大值后无明显改变，而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，减小的缘由是______________________。

(3)滤液Ⅰ可循环运用，应当将其导入到________操作中(填操作单元的名称)。

(4)净化时需先加入的试剂X为________(填化学式)，再运用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为________(当溶液中某离子浓度c≤1.0×10－5 mol·L－1时，可认为该离子沉淀完全)。

(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为______________________。

答案(1)增大接触面积，充分反应，提高反应速率
MnO2＋BaS＋H2O===Ba(OH)2＋MnO＋S
(2)过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2
(3)蒸发
(4)H2O2 4.9
(5)Mn2＋＋HCO－3＋NH3·H2O===MnCO3↓＋NH＋4＋H2O
解析(1)软锰矿粉碎后，表面积增大，即在反应中增大了反应物的接触面积，一是可以使之充分反应；二是可以提高反应速率。

由题给信息可知，反应物有MnO2、BaS，生成物有MnO；由流程图中给出的信息可知，生成物中还有Ba(OH)2和硫黄。

依据原子守恒和得失电子守恒，可写出该反应的化学方程式MnO2＋BaS＋H2O===MnO＋Ba(OH)2＋S。

(2)增大MnO2与BaS的投料比，S的量达到最大值后不再改变，说明过量的MnO2与S不反应；Ba(OH)2的量达到最大值后会减小，说明过量的MnO2与Ba(OH)2发生了反应，消耗了产生的Ba(OH)2。

(3)滤液Ⅰ中还含有未结晶的Ba(OH)2，可循环运用，应将其导入蒸发操作中。

(4)软锰矿中含有的Fe3O4、Al2O3杂质与硫酸反应生成FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3，要除去Fe2＋，应先将Fe2＋氧化为Fe3＋，为了不引入其他杂质，加入的氧化剂X可选用H2O2。

因Fe(OH)3和Al(OH)3的组成相像，且Fe(OH)3的K sp小于Al(OH)3的，因此当Al3＋完全沉淀时，Fe3＋也完全沉淀，由K sp[Al(OH)3]＝1×10－32.3可知，c(Al3＋)·c3(OH－)＝1×10－32.3，由题意知，当c(Al3＋)≤1.0×
10－5 mol·L－1时沉淀完全，可求得c(OH－)≥1×10－9.1 mol·L－1，即c(H＋)≤1×10－4.9 mol·L－1，pH的理论最小值为4.9。

(5)由流程图供应的信息可知，碳化时的反应物有碳酸氢铵、氨水、Mn2＋，生成物有MnCO3，由此可写出该反应的离子方程式为Mn2＋＋HCO－3＋NH3·H2O=== MnCO3↓＋NH＋4＋H2O。

9．氧化铍(BeO)常温下为不溶于水、易溶于强酸和强碱的固体，除用作耐火材料外，还可以用于制霓虹灯和铍合金。

工业上以硅铍石(主要含有BeO、SiO2、MgO，还含有少量Al2O3和Fe2O3)制备高纯度BeO的流程如图所示：
已知：①BeO为离子化合物，熔点为2 350 ℃，BeCl2和NaCl等比例混合的固体混合物在350 ℃即可熔化；
②不同金属阳离子在D2EHPA中的溶解性如下表所示：
请回答下列问题：
(1)“滤渣1”的主要成分为________(填化学式)。

“残液”中含量最多的金属元素为________(填名称)。

(2)“萃取”后铍元素以Be(HX2)2的形式存在于有机相中，“反萃取”后以(NH4)2Be(CO3)2的形式存在于水相中，则“反萃取”时含铍微粒发生反应的化学方程式为_____________
___________________________________________________________________________。

(3)“净化”时需将反萃取液加热到70 ℃，加热到70 ℃的目的为___________________。

(4)由2BeCO3·Be(OH)2制备高纯BeO的方法是____________________________________
____________________________________________________________________________。

(5)BeO的电子式为__________。

工业上常采纳电解熔融BeCl2与NaCl等比例混合物的方法制备金属Be，不采纳电解熔融BeO制备的主要缘由为_______________________________
______________________________________________________________________________。

答案(1)SiO2镁(2)Be(HX2)2＋2(NH4)2CO3===(NH4)2Be(CO3)2＋2NH4HX2(3)使被萃取的少量Fe3＋和Al3＋水解为对应的氢氧化物而被除去(4)高温煅烧(5)BeO熔点高，熔融时能耗高，增加生产成本
解析(1) BeO、SiO2、MgO、Al2O3和Fe2O3，只有SiO2与硫酸不反应，所以“滤渣1”的主要成分为SiO2。

依据不同金属阳离子在D2EHPA中的溶解性表，Mg2＋难溶于D2EHPA，“残液”中含量最多的金属元素为镁。

(2)“萃取”后铍元素以Be(HX2)2的形式存在于有机相中，“反萃取”后以(NH4)2Be(CO3)2的形式存在于水相中，则“反萃取”时Be(HX2)2和(NH4)2CO3反应生成(NH4)2Be(CO3)2，反应的化学方程式为Be(HX2)2＋2(NH4)2CO3===(NH4)2Be(CO3)2＋2NH4HX2。

(3) “净化”时需将反萃取液加热到70 ℃，加热促进水解，加热到70 ℃的目的是使被萃取的少量Fe3＋和Al3＋水解为对应的氢氧化物而被除去。

(5)BeO是离子化合物，电子式为；BeCl2和NaCl等比例混合的固体混合物在350 ℃即可熔化，BeO为离子化合物，熔点为2 350 ℃，BeO熔点高，熔融时能耗高，增加生产成本，所以工业上常采纳电解熔融BeCl2与NaCl等比例混合物的方法制备金属Be。