在材料科学的广阔领域中，靶材扮演着一个关键角色。镍铂靶主要用于半导体行业中的二极管和超大规模集成电路镀膜。现利用镍铂靶材废料(主要成分为Ni、Pt以及微量Fe、Al的单质)采用选择性溶解法回收铂并制备硫酸镍晶体的一种工艺流程如下：已知：①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金属离子开始沉淀时(c=0.01mol/L)的pH7.23.72.27.5沉淀完全时(mol/L)的pH8.74.73.29.0②王水是按浓盐酸和浓硝酸的体积比为3∶1配制而成；③六水合硫酸镍()在280℃时失去结晶水生成黄绿色无水物，当温度更高开始分解，释放出三氧化硫，变成氧化镍。④室温：；

1. 在材料科学的广阔领域中，靶材扮演着一个关键角色。镍铂靶主要用于半导体行业中的二极管和超大规模集成电路镀膜。现利用镍铂靶材废料(主要成分为Ni、Pt以及微量Fe、Al的单质)采用选择性溶解法回收铂并制备硫酸镍晶体的一种工艺流程如下：

已知：

①溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀时(c=0.01mol/L)的pH	7.2	3.7	2.2	7.5
沉淀完全时( $\text{[math]}$ mol/L)的pH	8.7	4.7	3.2	9.0

②王水是按浓盐酸和浓硝酸的体积比为3∶1配制而成；

③六水合硫酸镍( $\text{[math]}$ )在280℃时失去结晶水生成黄绿色无水物，当温度更高开始分解，释放出三氧化硫，变成氧化镍。

④室温： $\text{[math]}$ ； $\text{[math]}$

(1) 铂在王水中生成二元强酸 $\text{[math]}$ ，该反应的离子方程式为。

(2) 滤液①中金属阳离子有，调pH过程中，若 $\text{[math]}$ 为0.01mol/L，则pH的控制范围为。

(3) 在“沉铂”过程中，若向 $\text{[math]}$ 的溶液里加入等体积的 $\text{[math]}$ 溶液，恰好使 $\text{[math]}$ 沉淀完全，则加入 $\text{[math]}$ 溶液的浓度为mol/L(结果保留两位小数，忽略溶液混合后体积的变化)。

(4) 沉铂过程中， $\text{[math]}$ 的沉淀率随温度的升高而增大，结合平衡移动原理解释 $\text{[math]}$ 沉淀率随温度变化的主要原因。

(5) 隔绝空气煅烧 $\text{[math]}$ 时有两种单质生成，分别是Pt和 $\text{[math]}$ ，当制得金属铂58.5g时，理论上可收集到 $\text{[math]}$ L(标准状况)。

(6) 通过对滤液控制pH浓缩结晶得到 $\text{[math]}$ 晶体，而不是蒸发结晶的原因是。

【考点】

氧化还原反应; 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;

【答案】

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流程题困难

1. 皓矾 $\text{[math]}$ 主要用作制取颜料和其他含锌材料，在防腐、电镀、医学、畜牧业和农业上也有诸多应用。皓矾可由菱锌矿(主要成分为 $\text{[math]}$ ，还含有少量 $\text{[math]}$ 以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物)制备，制备流程图如图所示：

已知：常温下，金属离子开始沉淀和完全沉淀( $\text{[math]}$ )时的pH如下表所示：

金属离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀时pH	1.9	6.4	4.7	7.0	9.1
沉淀完全时pH	3.4	8.4	6.7	9.0	11.1

回答下列问题：

(1) 滤渣①的主要成分为；“浸取”工序中，能加快浸取效率的措施有(任写两种作答)。

(2) “氧化”时该步骤离子方程式为。

(3) 若“调pH过滤”工序中，调节溶液 $\text{[math]}$ ，所得“滤渣②的主要成分为，氢氧化铁的溶度积常数 $\text{[math]}$ 。

(4) “转化过滤”中加入锌粉的目的是。

(5) 从滤液④获得皓矾晶体的具体操作为、、过滤、洗涤、干燥。

流程题普通

2. 碳酸镍在新能源以及智能制造上发挥了重要作用。以含镍废料为原料（主要成分 $\text{[math]}$ ，含少量 $\text{[math]}$ 、MgO、CaO、 $\text{[math]}$ ）可制备高纯 $\text{[math]}$ 。

已知：常温下， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ }， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) “酸溶”时，快速鼓入空气的主要作用是。

(2) “调节pH”时，与使用NaOH溶液相比，用NiO的优点是。

(3) “除杂”后所得溶液的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，则c(HF)＝ $\text{[math]}$ 。

(4) “沉镍”时反应的离子方程式为；用 $\text{[math]}$ 溶液得到的产品纯度远高于用 $\text{[math]}$ 溶液的原因是。

(5) 测定 $\text{[math]}$ 样品中Ni元素的含量：取 $\text{[math]}$ 样品，加入足量稀硫酸完全溶解后定容为100.0mL待测液，取25.00mL待测液用氨水调节溶液pH为9～10，加入紫脲酸胺作指示剂，用 $\text{[math]}$ EDTA标准溶液平行滴定3次（ $\text{[math]}$ 与EDTA反应的化学计量数之比为1︰1），平均消耗EDTA标准溶液20.00mL。样品中Ni元素的含量为％。

(6) 碳酸镍的应用

碳酸镍在空气中与碳酸锂共同“煅烧”可制得电极材料 $\text{[math]}$ 。写出“煅烧”反应的化学方程式：。

流程题普通

3. 用软锰矿(主要成分为MnO₂ ，含少量Fe₃O₄、Al₂O₃)和BaS制备高纯MnCO₃的流程如下：

已知：MnO₂是一种两性氧化物；25℃时相关物质的K_sp见下表。

物质	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

(1) MnO₂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MnO₂与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba(OH)₂的量达到最大值后会减小，减小的原因是。

(3) 滤液I可循环使用，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)。再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为(当溶液中某离子浓度 $\text{[math]}$ 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。

流程题困难