镍矿渣中主要含有Ni(OH)2和NiS，还有Fe、Cu 、Ca、Mg、Zn等元素的杂质，由镍矿渣制备碳酸镍的流程如下：已知：含镍浸出液中阳离子主要有Ni2+、Fe3+、Cu2+、Ca2+、 Mg2+、Zn2+。常温下，部分物质的溶度积常数如下表：难溶物NiSZnSCuSCaF2MgF2溶度积常数1.07× 10-212.93 × 10-251.27 × 10-364 × 10-117.42 × 10-11请回答下列问题：

1. 镍矿渣中主要含有Ni(OH)₂和NiS，还有Fe、Cu 、Ca、Mg、Zn等元素的杂质，由镍矿渣制备碳酸镍的流程如下：

已知：含镍浸出液中阳离子主要有Ni²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Ca²⁺、 Mg²⁺、Zn²⁺。常温下，部分物质的溶度积常数如下表：

难溶物	NiS	ZnS	CuS	CaF₂	MgF₂
溶度积常数	1.07× 10^-21	2.93 × 10^-25	1.27 × 10^-36	4 × 10^-11	7.42 × 10^-11

请回答下列问题：

(1) 酸浸过程中，提高“浸出率”的措施有(任写一条)。

(2) 含镍矿渣浸取时， NiS与NaClO反应生成硫单质的离子方程式为。

(3) 向含镍浸出液中加入Na₂CO₃的目的是完全沉淀Fe³⁺ ，则沉淀1的主要成分为(填化学式)。

(4) 溶液1中加入NiS的作用是除去溶液中的Cu²⁺ ，反应的离子方程式为。该反应的化学平衡常数K=(保留两位有效数字)；若使用H₂S气体替代NiS。其不足之处是。

(5) 溶液2中加入NaF的作用主要是除去溶液中的(填离子符号)

(6) “除Zn²⁺”时，ZnSO₄与有机萃取剂(用HA表示)存在以下过程： ZnSO₄+4HA $\text{[math]}$ ZnA₂·2HA+H₂SO₄ ，试分析“除Zn²⁺”时，锌的萃取率随料液pH的增大逐渐增大的原因：。

【考点】

无机物的推断;

【答案】

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综合题普通

1. 铟被广泛应用于电子工业、航空航天、太阳能电池新材料等高科技领域。从铜烟灰氧压酸浸渣(主要含 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、S、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ )中提取铟的工艺如图所示。已知： $\text{[math]}$ 为强电解质； $\text{[math]}$ 为磷酸二异辛酯。

回答下列问题：

(1) 写出元素周期表前20号元素中，与铟化学性质相似的金属元素的符号。

(2) “硫酸化焙烧”后金属元素均以硫酸盐的形式存在。在其他条件一定时，测得焙烧温度对“水浸”时铟、铁浸出率的影响如图所示，则适宜的焙烧温度是℃，温度过高铟、铁浸出率降低的原因可能是。

(3) “水浸”时，浸渣除了 $\text{[math]}$ 外，还含有。

(4) “还原铁”时反应的离子方程式为。

(5) “萃取除铁”时，用30%的 $\text{[math]}$ 作萃取剂时，发现当溶液 $\text{[math]}$ 后，铟萃取率随pH值的升高而下降，原因是。

(6) “置换铟”时，发现会有少量的气体 $\text{[math]}$ 生成， $\text{[math]}$ 的电子式为，生成 $\text{[math]}$ 的离子方程式为。

(7) 整个工艺流程中，可循环利用的溶液是。

综合题普通

2. 钛和钛的合金在航天领域有着广泛的应用，因而有“空间金属”之称；工业上用钛铁矿(主要成分为 $\text{[math]}$ ，含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等杂质)为原料制备金属钛的工艺流程如下：

已知：① $\text{[math]}$ 易水解生成不溶于水的 $\text{[math]}$ ；

②高温下钛易与N₂、H₂等反应。

(1) 钛铁矿酸浸前需要粉碎，其目的是。

(2) “滤渣I”的主要成分为；工业上用稀硫酸浸取时，温度不宜太高的原因是。

(3) 钛铁矿与硫酸发生非氧化还原反应，生成强电解质 $\text{[math]}$ ，试写出该反应的离子方程式。

(4) 写出高温下 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 的化学反应方程式。

(5) 镁与 $\text{[math]}$ ，高温下反应制备粗钛时需加保护气，下列可作为保护气的是(填标号)。

a.H₂b.Ar c.CO₂ d.N₂

(6) “粗钛”中含有Mg、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ ，可采用蒸馏的方法分离得到，加热的温度范围。

	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
熔点/℃	$\text{[math]}$	648.8	714	1667
沸点/℃	136.4	1090	1412	3287

(7) 利用氧化还原滴定法可测定 $\text{[math]}$ 的含量。先取待测钛液 $\text{[math]}$ 用水释至 $\text{[math]}$ ，加过量铝粉。充分振荡，使 $\text{[math]}$ 还原为 $\text{[math]}$ ，过滤后，取无色滤液 $\text{[math]}$ ，向其中滴加2~3滴KSCN溶液，用 $\text{[math]}$ 的标准液滴定。 $\text{[math]}$ ，滴定终点时现象，若用去了 $\text{[math]}$ 溶液，待测钛液中 $\text{[math]}$ 的物质的量浓度是 $\text{[math]}$ 。

综合题普通

3. 铬系和非铬系铜镍电镀污泥均含有Cu(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)、Fe(Ⅱ)、Al(Ⅲ)的氢氧化物，前者还含有Cr(Ⅲ)的氢氧化物，一种综合回收铜、镍的新工艺流程如下：

已知：Cr及其化合物的性质与铝类似。

回答下列问题：

(1) 硫酸浸出过程中，为提高浸出速率，可以采取的措施 (写出两条)。

(2) “电解Ⅰ”的目的，一方面是回收铜，另一方面是，为证明这一目的是否达成，取少量“电解Ⅰ”后的溶液滴加的试剂是(填化学式)。

(3) “转溶”时，氢氧化钠加入量不宜过多，其原因为。

(4) “萃取II”时，发生的反应为 $\text{[math]}$ + 2HR = CuR₂ + 2 $\text{[math]}$ + 2NH₃和 $\text{[math]}$ + 2HR = NiR₂+ 2 $\text{[math]}$ + 4NH₃ ，则“反萃取Ⅱ”时含铜微粒发生反应的离子方程式为。

(5) 整个流程中除了有机相之外，可以循环利用的物质还有NH₃·H₂O， (NH₄)₂CO₃和(填化学式)。

(6) NiSO₄溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等多步操作可得NiSO₄·6H₂O。将NiSO₄·6H₂O样品在900℃下，空气中进行煅烧，固体质量随时间变化如图。B点对应物质的化学式为；D点到E点反应的化学方程式为。

综合题普通