三氧化二钴()，钴的黑色氧化物，主要用于玻璃、陶磁制品的上彩，也可用于制备钴和钴盐，还可用作氧化剂和催化剂等。用某工业含钴废料(主要成分为，含有少量PbO、NiO、FeO、)制备和的流程如下。

1. 三氧化二钴( $\text{[math]}$ )，钴的黑色氧化物，主要用于玻璃、陶磁制品的上彩，也可用于制备钴和钴盐，还可用作氧化剂和催化剂等。用某工业含钴废料(主要成分为 $\text{[math]}$ ，含有少量PbO、NiO、FeO、 $\text{[math]}$ )制备 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 的流程如下。

(1) 滤渣1的主要成分是(填化学式)，请用两个离子方程式解释“酸浸”过程中 $\text{[math]}$ 的作用、。

(2) 酸浸不能使用盐酸酸化的原因：① $\text{[math]}$ 被氧化为 $\text{[math]}$ 污染环境②。

(3) 实验室进行萃取分离用到的主要仪器是。实验室中进行操作X用到的硅酸盐仪器除酒精灯、泥三角外还有。

(4) “沉镍”时发生反应的离子方程式为；此步骤需控温在30℃左右，温度不能太高也不能太低的原因是。

【考点】

难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质; 分液和萃取; 物质的分离与提纯; 离子方程式的书写;

【答案】

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流程题普通

1. 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种由菱锌矿(主要成分ZnCO₃ ，含杂质FeCO₃、MnCO₃、MgO等)为原料制备金属锌的工艺流程如下：

该工艺条件下，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	Zn²⁺	Fe²⁺	Mn²⁺	Mg²⁺
开始沉淀时的pH	5.0	7.6	8.5	9.6
沉淀完全时(c=1.0×10^-6mol·L^-1)的pH	8.0	9.0	10.5	11.1

回答下列问题。

(1) 步骤Ⅰ能够增加菱锌矿浸出率的方法有(写一条)。

(2) 步骤Ⅱ中通入空气的目的是。

(3) 根据上表数据，步骤Ⅲ应调节pH的范围是；Zn(OH)₂的K_sp=。

(4) “滤液2”中除了Mn²^＋外，还含有的金属离子是。

(5) 步骤Ⅳ的“多步操作”之一是用NaOH溶液将Zn(OH)₂转化为Na₂ZnO₂ ，反应的化学方程式为。

流程题普通

2. 高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下：

(1) “除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量 $\text{[math]}$ 。检验 $\text{[math]}$ 已除尽的实验操作是。

(2) 通常条件下， $\text{[math]}$ ，除杂后溶液中 $\text{[math]}$ 。

(3) 配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的是目的是。

(4) “分离”操作名称是(填字母代号)

a．蒸馏 b．分液 c．过滤

(5) 测定铵明矾组成的方法是：

a．称取0.906g铵明矾样品，高温灼烧，得 $\text{[math]}$ 残留固体0.102g；

b．称取0.906g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的 $\text{[math]}$ 溶液，经静置、过滤、洗净，得 $\text{[math]}$ 0.932g；

c．称取0.906g样品，加入足量的NaOH溶液，加热，产生气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.0340g。

则铵明矾的化学式为。

流程题普通

3. 镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe₂O₄(铁酸镍)、NiO、FeO、CaO、SiO₂等，以下是从该矿渣中回收NiSO₄的工艺路线：

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。②铁元素以针铁矿(FeOOH)形式沉淀，铁渣易过滤。

请回答下列问题：

(1) 焙烧前将矿渣与(NH₄)₂SO₄混合研磨，混合研磨的目的是，写出焙烧过程中铁酸镍发生的化学反应方程式。

(2) “浸渣”的主要成分为(填化学式)。

(3) 溶液pH对铁去除率的影响实验结果如图所示：

①从图中数据来看，沉铁的最佳pH为。

②结合图中数据，解释pH偏小或偏大都不利于沉铁的原因是、。

③检验“除铁”后溶液中是否还有Fe³⁺的操作是。

(4) 若溶液中c(Ca²⁺)=1.0×10^-3mol•L^-1 ，当除钙率达到99%时，溶液中c(F^—)=mol•L^-1。[已知K_sp(CaF₂)= 4.0×10^-11]

流程题困难