电解粗铜工业得到的粗硫酸镍晶体中含有、、、等杂质离子，现欲进一步提纯硫酸镍晶体，设计如下流程：已知：①氢氧化物沉淀的范围如下表所示：金属阳离子开始沉淀的6.31.56.9沉淀完全的8.32.88.9②离子沉淀完全时，该离子的浓度小于。③室温下，。

1. 电解粗铜工业得到的粗硫酸镍晶体中含有 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等杂质离子，现欲进一步提纯硫酸镍晶体，设计如下流程：

已知：①氢氧化物沉淀的范围如下表所示：

金属阳离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀的 $\text{[math]}$	6.3	1.5	6.9
沉淀完全的 $\text{[math]}$	8.3	2.8	8.9

②离子沉淀完全时，该离子的浓度小于 $\text{[math]}$ 。

③室温下， $\text{[math]}$ 。

(1) 粗硫酸镍晶体水浸后通入 $\text{[math]}$ 的主要目的是。

(2) 滤渣1的主要成分是，将滤渣1充分焙烧后，再用硫酸酸化即可得到一种工业原料，该原料可用于气体水份的检验，焙烧滤渣1发生的反应的化学方程式为。

(3) 反应II加入 $\text{[math]}$ 反应的离子方程式为。

(4) 加入的试剂X可以是，调整溶液 $\text{[math]}$ 的范围为。

(5) 若反应III中 $\text{[math]}$ 的浓度为 $\text{[math]}$ ，取等体积的 $\text{[math]}$ 溶液与该溶液混合，要使反应结束时 $\text{[math]}$ 完全沉淀，所加 $\text{[math]}$ 溶液的浓度至少为 $\text{[math]}$ 。

【考点】

氧化还原反应方程式的配平; 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质; 物质的分离与提纯;

【答案】

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流程题普通

1. 菱锰矿主要成分为MnCO₃、SiO₂、CaMg(SiO₃)₂和少量FeCO₃ ，一种利用该矿石制取高纯二氧化锰的工艺流程如图所示：

已知：常温下，H₂CO₃的 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。回答下列问题：

(1) “研磨”的目的是。

(2) “氯化焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为。

(3) 分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为、氯化铵与锰矿粉的质量之比为、焙烧时间为。

(4) 若“沉锰”后所得滤液中 $\text{[math]}$ ， pH=6，此时溶液中 $\text{[math]}$ mol/L(保留2位有效数字)。

(5) 检验“沉锰”后得到的MnCO₃沉淀洗涤干净的方法是。

(6) 氧化焙烧是在空气中进行，写出“氧化焙烧”反应的化学方程式：。

(7) 请从流程经济效益角度出发，提出一个充分利用气体A和气体B的方案：。

流程题普通

2. 三氧化二镍 $\text{[math]}$ 是重要的电子元件和蓄电池材料，工业上利用含镍废料(主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物和 $\text{[math]}$ C等)回收镍并制备 $\text{[math]}$ 的工艺流程如下所示：

已知：ⅰ．在该实验条件下 $\text{[math]}$ 不能氧化 $\text{[math]}$ 。

ⅱ．常温时，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( $\text{[math]}$ )的pH	7.2	3.7	2.2	7.5
完全沉淀时( $\text{[math]}$ )的pH	8.7	4.7	3.2	9.0

ⅲ．反萃取的原理： $\text{[math]}$ 。

(1) 滤渣1的主要成分是：；“浸出”时一般会适当加热，目的是。

(2) “预处理”的操作可以选择用(填字母)来除去镍废料表面的油污。

A．纯碱溶液浸泡 B．氢氧化钠溶液浸泡 C．盐酸冲洗

(3) “氧化”时主要发生的离子反应方程式是。

(4) 请从平衡移动的角度解释“反萃取”过程中加硫酸溶液的目的。

(5) 利用上述表格数据，计算 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 。

(6) “氧化”后的溶液中 $\text{[math]}$ 浓度为 $\text{[math]}$ ，为完全除去杂质离子( $\text{[math]}$ )并得到较多产品，则“调pH”应控制的pH范围是。

(7) 有机相提取的 $\text{[math]}$ 再生时可用于制备镍氢电池，该电池充电时的总反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ ，则放电时负极的电极反应式为。

流程题普通

3. 泻盐 $\text{[math]}$ 广泛应用于临床，可以促进胃肠蠕动的作用，治疗口腔溃疡，清除体内的热毒，缓解热症。以菱镁矿渣(主要成分是 $\text{[math]}$ ，含少量 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 等)为原料制备泻盐的流程如图所示。

已知：常温下，部分金属阳离子开始沉淀和完全沉淀(离子浓度小于 $\text{[math]}$ )时的 $\text{[math]}$ 如下表：

阳离子	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$
开始沉淀时的 $\text{[math]}$	1.6	3.2	7.6	9.2
完全沉淀时的 $\text{[math]}$	3.1	4.8	9.6	10.9