篤學(xué)好“鈷”“鎳”而不渝-2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)工業(yè)流程專題

試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁篤學(xué)好“鈷”，“鎳”而不渝鈷、鎳都是中等活潑的金屬元素，化合物性質(zhì)比較接近，但也存在差異，這與它們的電子層結(jié)構(gòu)有關(guān)。單質(zhì)由于原子核的核電荷數(shù)以及半徑不同導(dǎo)致對電子的吸引能力不同，所以鐵的金屬活潑性稍強(qiáng)于鈷和鎳；由于表面具有一層致密的氧化膜，常溫下鈷、鎳在空氣中能穩(wěn)定存在；

加熱條件下可生成CoO、NiO；與稀H2SO4和稀鹽酸反應(yīng)較緩慢，鈷與硝酸易反應(yīng)；化合價(jià)＋2價(jià)＋3價(jià)氧化物CoO：一定條件下可被H2或CO還原成單質(zhì)鈷。能溶于酸和強(qiáng)堿，不溶于水、醇和氨水。NiO：能溶于酸和氨水，不溶于水。Co2O3、Ni2O3在酸性溶液中具有強(qiáng)氧化性：Co2O3＋6HCl=2CoCl2＋Cl2↑＋3H2ONi2O3＋6HCl=2NiCl2＋Cl2↑＋3H2O氫氧化物Co(OH)2：在空氣中被緩慢氧化為棕褐色的Co(OH)3，可被強(qiáng)氧化劑(如H2O2)迅速氧化。Ni(OH)2：在空氣中較穩(wěn)定，可采用氧化性較強(qiáng)的Cl2將其氧化。Co(OH)3、Ni(OH)3在酸性溶液中有強(qiáng)氧化性。2Co(OH)3＋6H＋＋2Cl－=2Co2＋＋Cl2↑＋6H2O2Ni(OH)3＋6H＋＋2Cl－=2Ni2＋＋Cl2↑＋6H2O氯化物CoCl2、NiCl2在不同的溫度時(shí)可含不同數(shù)目的結(jié)晶水，前者因結(jié)晶水?dāng)?shù)目的不同呈現(xiàn)不同的顏色，可用于制造變色硅膠，還可用作干濕指示劑NiCl2通常在有機(jī)溶劑中的溶解度比CoCl2小得多，利用這一性質(zhì)可分離二者。Co3＋、Ni3＋僅能夠存在于固態(tài)物質(zhì)或配合物中，在水溶液中會發(fā)生如下反應(yīng)(鎳同)：4Co3＋＋2H2O=4Co2＋＋4H＋＋O2↑CoCl3在加熱或遇水時(shí)發(fā)生分解：2CoCl32CoCl2＋Cl2↑1．（2023上·江蘇揚(yáng)州·高三揚(yáng)州市新華中學(xué)校考階段練習(xí)）近年來，廢舊鋰離子電池的回收成為目前新能源產(chǎn)業(yè)重要的發(fā)展方向。某鋰離子二次電池的正極材料主要為，還含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通過如圖流程利用廢舊鋰離子電池制備草酸鈷晶體()：已知該工藝條件下，有關(guān)金屬離子沉淀完全()的pH見表：離子pH9.33.29.04.710.18.9回答下列問題：(1)“酸浸還原”時(shí)，發(fā)生的反應(yīng)中氧化產(chǎn)物為硫酸鹽的化學(xué)方程式為。(2)水解凈化的“濾渣”成分。(3)氧化過濾的目的是沉鐵和沉錳，其操作為控制體系的pH在4~5，加入NaClO溶液。寫出其中沉鐵的離子方程式；實(shí)際生產(chǎn)中，隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，錳和鐵的沉淀率逐漸增大，但鈷的損失量也隨之增大，可能的原因?yàn)椋骸?4)利用“P507萃取劑”從“濾液”中分離。萃取時(shí)，Co、Ni的浸出率和鈷/鎳分離因素與水相pH的如圖所示。Co/Ni分離因素越大，表明萃取劑對Co/Ni分離效果越好。由圖可知，萃取時(shí)的最佳水相pH為_______(填字母)。A．2.5 B．3.0 C．3.5 D．4.02．（2023上·江蘇南通·高三江蘇省如東高級中學(xué)校聯(lián)考學(xué)業(yè)考試）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液(含Ni2＋、Co2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mg2＋和Mn2＋)，實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。回答下列問題：(1)在一定溫度下，用硫酸浸取已粉碎的鎳鈷礦時(shí)，提高浸取速率的方法為。(答出一條即可)(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的過一硫酸(H2SO5)，寫出H2SO5的結(jié)構(gòu)式：。(3)“氧化”中，用石灰乳調(diào)節(jié)pH=4，Mn2＋被H2SO5氧化為MnO2，該反應(yīng)的離子方程式為。(H2SO5的電離第一步完全，第二步微弱)(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變，Mn(Ⅱ)氧化率與時(shí)間的關(guān)系如圖。SO2體積分?jǐn)?shù)為9%時(shí)，Mn(Ⅱ)氧化速率最大；繼續(xù)增大SO2體積分?jǐn)?shù)時(shí)，Mn(Ⅱ)氧化速率減小的原因是。(5)將“鈷鎳渣”酸溶后，進(jìn)行如下流程：①寫出“鈷鎳分離”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：。②“鎳鈷分離”后溶液中c(Ni2＋)=1.0mol·L-1，若“濾液1”中c(CO)=10-5mol·L-1，則沉鎳率=(要求寫出計(jì)算過程)。[已知：Ksp(NiCO3)=1.0×10-7，沉鎳率=]3．（2023上·福建莆田·高三莆田第二十五中學(xué)?？茧A段練習(xí)）鎳、鈷是重要的戰(zhàn)略物資，但資源匱乏。一種利用酸浸出法從冶金廠廢爐渣中提取鎳和鈷的工藝流程如下：已知：i．酸浸液中的金屬陽離子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等ii．NiSO4在水中的溶解度隨溫度升高而增大回答下列問題：(1)Co2+的價(jià)電子排布式，空間構(gòu)型為(2)提高“酸浸”速率的方法有。(任寫一條)(3)“濾渣1”的主要成分是。(寫化學(xué)式)(4)黃鈉鐵礬的化學(xué)式為Na2Fe6(SO4)4(OH)12，“除鐵”的離子方程式為。(5)“除鈣鎂”時(shí)，隨pH降低，NaF用量急劇增加，原因是(結(jié)合平衡理論解釋)。Ca2+和Mg2+沉淀完全時(shí)，溶液中F－的濃度c(F－)最小為mol·L－1(已知離子濃度≤10－5mol·L－1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全，Ksp(CaF2)=1.0×10－10，Ksp(MgF2)=7.5×10－11)。(6)獲得NiSO4(s)的“一系列操作”是。(7)工藝流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)是。4．（2024上·廣東深圳·高三統(tǒng)考期末）某鈷土礦主要含有鎳(Ni)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鋁(Al)、鈣(Ca)、硅(Si)等元素的氧化物，一種綜合回收利用鈷土礦的部分流程如下：已知：①25℃時(shí)，相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的范圍如下：金屬離子開始沉淀的6.31.83.46.97.1沉淀完全的8.33.24.78.99.1②氧化前后，溶液中、元素的化合價(jià)均為+2價(jià)。(1)“酸浸”時(shí)，濾渣的主要成分為(填化學(xué)式)。(2)“除鐵、鋁”時(shí)，應(yīng)控制溶液范圍為，使用溶液可將濾渣2中鐵、鋁元素分離，涉及化學(xué)方程式為。(3)“沉鈷”時(shí)，濾渣3的成分為亞硝酸鈷鉀，同時(shí)有無色氣體(遇空氣變?yōu)榧t棕色)生成，寫出“沉鈷”步驟的離子方程式。(4)亞硝酸鈷鉀的中心離子的配位數(shù)為，配體中配位原子的雜化方式為。(5)的一種氧化物是重要的化工原料。晶體為尖晶石結(jié)構(gòu)，其晶胞結(jié)構(gòu)如下圖所示。已知晶胞邊長為，設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，則該晶體中與的個(gè)數(shù)比為，晶體的密度為(列出計(jì)算式)。5．（2023上·福建莆田·高三莆田一中?？计谥校U鉬催化劑中鉬、鈷、鎳等有價(jià)金屬作為二次資源可加以回收利用，一種從廢鉬催化劑(主要成分為MoO3、MoS2，含少量CoO、CoS、NiO、Fe2O3等)中回收有價(jià)金屬的一種工藝流程如圖。已知：溶液中金屬離子開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：金屬離子Fe3+Co2+Ni2+開始沉淀時(shí)

(c=0.01mol·L-1)的pH沉淀完全時(shí)(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH2.23.26.49.07.28.7回答下列問題：(1)Ni在元素周期表中的位置為，“焙燒”時(shí)產(chǎn)生的氣體A的主要成分為。(2)“焙燒”時(shí)MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3，寫出“堿浸”時(shí)MoO3參與反應(yīng)的離子方程式。(3)“堿浸”時(shí)NaOH加入量、浸出溫度、浸出時(shí)間對鉬浸出率的影響如圖所示。則應(yīng)選擇的適宜的生產(chǎn)工藝條件為、、。(4)“除鐵”時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為，“沉淀”時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH=9.0，則此時(shí)溶液中(pX=-lgX)。(5)“系列操作”為、、過濾洗滌、干燥得到(NH4)2MoO4·7H2O晶體。(6)50.00kg該廢鉬催化劑(含Mo元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.56%)通過該工藝最終得到15.05kg七水鉬酸銨(相對分子質(zhì)量為322)產(chǎn)品，則該工藝中七水鉬酸銨的收率為%(保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字。收率=)。6．（2023上·山東·高三山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)校考階段練習(xí)）鎳、鈷是重要的戰(zhàn)略物資，但資源匱乏。一種利用酸浸出法從冶金廠廢爐渣中提取鎳和鈷的工藝流程如下：已知：i．酸浸液中的金屬陽離子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等ii．NiSO4在水中的溶解度隨溫度升高而增大回答下列問題：(1)“濾渣1”的主要成分是。(寫化學(xué)式)(2)黃鈉鐵礬的化學(xué)式為Na2Fe6(SO4)4(OH)12，“除鐵”的離子方程式為。(3)“除鈣鎂”時(shí)，隨pH降低，NaF用量急劇增加，原因是(結(jié)合平衡理論解釋)。Ca2+和Mg2+沉淀完全時(shí)，溶液中F-的濃度c(F-)最小為mol·L-1。[已知離子濃度≤10-5mol/L時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全，Ksp(CaF2)=1.0×10-10(mol/L)3，Ksp(MgF2)=7.5×10-11(mol/L)3](4)鎳、鈷萃取率與料液pH、萃取劑體積與料液體積比Va：V0的關(guān)系曲線如下圖所示，則“萃取”時(shí)應(yīng)選擇的pH和Va：V0分別為、。(5)獲得NiSO4(s)的“一系列操作”是。(6)該工藝流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)是。7．（2023·遼寧·統(tǒng)考高考真題）某工廠采用如下工藝處理鎳鈷礦硫酸浸取液（含和)。實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。

已知：物質(zhì)回答下列問題：(1)用硫酸浸取鎳鈷礦時(shí)，提高浸取速率的方法為(答出一條即可)。(2)“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的過一硫酸，中過氧鍵的數(shù)目為。(3)“氧化”中，用石灰乳調(diào)節(jié)，被氧化為，該反應(yīng)的離子方程式為(的電離第一步完全，第二步微弱)；濾渣的成分為、(填化學(xué)式)。(4)“氧化”中保持空氣通入速率不變，(Ⅱ)氧化率與時(shí)間的關(guān)系如下。體積分?jǐn)?shù)為時(shí)，(Ⅱ)氧化速率最大；繼續(xù)增大體積分?jǐn)?shù)時(shí)，(Ⅱ)氧化速率減小的原因是。

(5)“沉鈷鎳”中得到的(Ⅱ)在空氣中可被氧化成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(6)“沉鎂”中為使沉淀完全，需控制不低于(精確至0.1)。8．（2023·河北·張家口市宣化第一中學(xué)校聯(lián)考二模）電池正極片由鎳鈷錳酸鋰正極材料和鋁片組成，以其為原料回收各金屬工藝流程如下：

回答下列問題：(1)濾液1中含鋁微粒為。(2)“堿浸”后需進(jìn)行過濾、洗滌，簡述洗滌的操作過程：。(3)“還原”時(shí)，參加反應(yīng)的。(4)“分離”過程包含萃取和反萃取，萃取時(shí)必須使用的儀器是；萃取時(shí)利用有機(jī)物HT將Co2＋從水溶液中萃取出來，該過程可表示為Co2＋(水層)＋2HT(有機(jī)層)CoT2(有機(jī)層)＋2H+(水層)。向CoT2(有機(jī)層)中加入稀硫酸能獲得較純的含Co2+的水溶液，從平衡角度解釋其原因：。(5)“氧化”過程中MnSO4發(fā)生反應(yīng)生成MnO2、(NH4)2SO4和H2SO4的化學(xué)方程式為。(6)“沉鈷”后獲得CoC2O4·2H2O，取mgCoC2O4·2H2O進(jìn)行“高溫分解”，測得固體的失重率()與溫度的關(guān)系曲線如圖所示。寫出加熱到160℃時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式：；“高溫分解”需控制的最低溫度為。

9．（2023·湖北荊州·統(tǒng)考模擬預(yù)測）鎳、鈷是重要的戰(zhàn)略金屬。廣泛應(yīng)用于國防、新能源、電子等工業(yè)，一種利用酸浸出法從冶金廠廢爐渣(含Ni、Co及少量Cu、Mg、Ca、Fe的氧化物)中提取銅、鎳和鈷的部分工藝流程如圖：已知：i．，；離子濃度時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全。ii．在水中的溶解度隨溫度升高明顯增大，不溶于乙醇和苯。(1)基態(tài)和中的未成對電子數(shù)之比為。(2)除鐵是用將溶液中的氧化為，再通過調(diào)pH，轉(zhuǎn)化為黃鈉鐵礬，寫出氧化的離子方程式：。(3)除鈣鎂時(shí)，隨pH降低，NaF用量急劇增加，原因是；當(dāng)沉淀完全時(shí)，溶液中是否沉淀完全？(寫出計(jì)算過程)(4)已知：萃取劑P204和P507對金屬離子的萃取率與平衡pH的關(guān)系如圖甲、乙所示，則萃取步驟中應(yīng)選擇的萃取劑是，最佳pH在左右。

(5)實(shí)驗(yàn)室從溶液中得到晶體，操作過程為：蒸發(fā)濃縮、當(dāng)(填現(xiàn)象)，停止加熱，冷卻結(jié)晶，過濾、洗滌干燥等。10．（2023·山東臨沂·校聯(lián)考模擬預(yù)測）鎳電池的電極活性材料為多組分合金(主要成分為鎳、鈷，還含有鋁、鐵等)，可重新回收利用。利用廢鎳電池資源化生產(chǎn)醋酸鈷晶體的工藝流程如下。

已知：①浸取母液中除鋁元素外，其他金屬元素的化合價(jià)均為+2價(jià)。②部分金屬陽離子沉淀的pH如下表。沉淀物Co(OH)3開始沉淀pH2.27.47.60.14.07.6完全沉淀pH3.28.99.21.15.29.2請回答下列問題：(1)“浸取”時(shí)可以提高浸取率的操作有(任寫1條)。(2)“調(diào)pH”時(shí)溶液的pH范圍是，所得濾渣1的主要成分為(填化學(xué)式)。(3)“氧化分離”操作控制溶液pH=2，加入NaClO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(4)“溶解1”操作中加入H2O2的作用為，“沉鈷”操作過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。(5)“溶解2”操作后得到醋酸鈷晶體，要使該醋酸鈷晶體的純度更高，所采取的實(shí)驗(yàn)操作名稱應(yīng)為。參考答案：1．(1)(2)(3)氧化，使其生成沉淀出去(4)C【分析】該工藝流程的原料為廢舊鋰電池的正極材料（主要為，還含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物），產(chǎn)品為草酸鈷晶體()，流程主線中的主元素為Co，則Al、Fe、Mn、Ni元素在該工藝流程中作為雜質(zhì)被除去，“酸浸還原”過程中，、與反應(yīng)生成、，的化合物也都與反應(yīng)生成的硫酸鹽，在“水解凈化”過程中碳酸氫銨和發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀而除去，“氧化沉鐵、錳”過程是將分別氧化為、過濾除去，利用“P507萃取劑”從“濾液”中分離，再反萃取后加入，最終得到?！驹斀狻浚?）“酸浸還原”過程中，、與反應(yīng)生成、，故化學(xué)反應(yīng)方程式為；（2）“酸浸還原”后溶液中含有等陽離子，在“水解凈化”過程中碳酸氫銨中的和發(fā)生雙水解反應(yīng)生成氫氧化鋁沉淀而過濾除去，故“濾渣”為；（3）在“氧化沉鐵、錳”過程中將分別氧化為、從而過濾除去，故與發(fā)生的離子反應(yīng)為；隨著反應(yīng)時(shí)間的延長，具有較強(qiáng)氧化性，氧化，使其轉(zhuǎn)化為沉淀，而造成鈷的損失；（4）根據(jù)圖像，pH為3.5時(shí)，鈷的萃取率高，鎳的萃取率低，且Co/Ni分離因素最大，分離效果最好，故萃取時(shí)的最佳水相pH為3.5，C正確；答案選C。2．(1)適當(dāng)增大硫酸濃度(2)(3)H2O＋Mn2＋＋HSO=MnO2＋SO＋3H＋(4)SO2有還原性，過多將會降低H2SO5的濃度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率(5)ClO-＋2Co2＋＋5H2O=2Co(OH)3↓＋Cl-＋4H＋99%或0.99【分析】混合氣中的氧氣具有強(qiáng)氧化性，酸性條件下，將亞鐵離子和錳離子轉(zhuǎn)化為為氫氧化鐵和二氧化錳，鈣離子被硫酸根離子沉淀，鎳離子、鎂離子先后轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀，而實(shí)現(xiàn)鎳、鈷、鎂元素的回收。(5)濾液中加NaClO將Co2+氧化為Co(OH)3，反應(yīng)的離子方程式為ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+；再加Na2CO3，將Ni2+轉(zhuǎn)化為NiCO3沉淀，離子方程式為Ni2++=NiCO3；NiCO3中加H2SO4，反應(yīng)生成NiSO4，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，可得NiSO4?7H2O；鈷鎳分離后得到的Co(OH)3加濃HCl，可將三價(jià)的Co還原為二價(jià)，得到CoCl2，經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶，可得CoCl2?6H2O。【詳解】（1）提高浸取率可以適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎增大接觸面積等方法增大反應(yīng)速率，故答案為：適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎增大接觸面積；（2）過一硫酸可以看做過氧化氫中的一個(gè)氫原子被磺酸基取代，因此結(jié)構(gòu)式為；（3）H2SO5的電離第一步完全，第二步微弱，S主要以存在，-1價(jià)的O將Mn2+氧化為二氧化錳，方程式為；（4）二氧化硫有還原性，二氧化硫的體積分?jǐn)?shù)較大時(shí)，二氧化硫?qū)2SO5還原，Mn(Ⅱ)氧化速率減小，則原因?yàn)镾O2有還原性，過多將會降低H2SO5的濃度，降低Mn(Ⅱ)氧化速率；（5）根據(jù)分析，鈷鎳分離時(shí)發(fā)生的反應(yīng)為ClO-+2Co2++5H2O=2Co(OH)3↓+Cl-+4H+；c(CO)=10-5mol/L，根據(jù)Ksp(NiCO3)=1.0×10-7可知，c(Ni2+)==0.01mol/L，沉鎳率===0.99。3．(1)正四面體(2)攪拌（或適當(dāng)升溫、適當(dāng)增大硫酸的濃度、粉碎爐渣）(3)Fe、Cu(4)(5)pH降低，c(H+)增大，H++F-HF平衡正向移動，溶液中c(F-)減小，為使CaF2和MgF2的溶解平衡逆向移動，NaF用量更多10-2.5(6)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(7)P507+煤油【分析】根據(jù)題干已知信息，酸浸液中的金屬陽離子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等，加入過量鐵粉后置換出銅，濾渣1為銅和過量的鐵粉，加入氯酸鈉將亞鐵氧化為三價(jià)鐵，發(fā)生反應(yīng)：，過濾除鐵，繼續(xù)加入氟化鈉，發(fā)生離子方程式：,，除去鈣鎂，過濾后濾液中還含有Ni2+、Co2+，加入P507+煤油將Co2+萃取進(jìn)入有機(jī)相，分液得到硫酸鎳溶液和含Co2+的有機(jī)相，再用硫酸將Co2+反萃取進(jìn)入無機(jī)相，得到硫酸鈷溶液，硫酸鎳溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、干燥得到硫酸鎳晶體。【詳解】（1）鈷的原子序數(shù)為27，其基態(tài)原子核外電子排布式為：或[Ar]，則Co2+的價(jià)電子排布式，中心原子孤電子對數(shù)、價(jià)電子對數(shù)=，則其空間構(gòu)型為正四面體；（2）提高“酸浸”速率的方法有攪拌、適當(dāng)升溫、適當(dāng)增大硫酸的濃度、粉碎爐渣等；（3）據(jù)分析，“濾渣1”的主要成分是Fe、Cu；（4）除鐵”步驟是用NaClO3將溶液中的Fe2+氧化為黃鈉鐵礬，黃鈉鐵礬的化學(xué)式為Na2Fe6(SO4)4(OH)12，則離子方程式為：（5）“除鈣鎂”時(shí)，隨著pH的降低，溶液中的H+增加，H++F-HF的平衡正向移動，溶液中c(F-)減小，為使CaF2和MgF2的溶解平衡逆向移動，NaF用量更多；已知離子濃度10-5mol·L-1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全，且Ksp(CaF2)=1.0×10-10，Ksp(MgF2)=7.5×10-11，鈣離子沉淀完全時(shí)，c(F-)=mol·L-1，鎂離子沉淀完全時(shí)，c(F-)=，所以為使Ca2+和Mg2+沉淀完全，溶液中c(F-)的濃度最小為10-2.5mol/L；（6）已知NiSO4在水中的溶解度隨溫度升高而增大，由NiSO4溶液獲得NiSO4(s)應(yīng)采用重結(jié)晶的方法，故獲得NiSO4(s)的一系列操作為：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾；（7）由工藝流程分析可知，可循環(huán)利用的物質(zhì)是萃取劑P507+煤油。4．(1)、(2)4.7~6.9(3)(4)6(5)1：2【分析】鈷土礦加入硫酸溶解，溶解后溶液中存在鎳(Ni)、鈷(Co)、鐵(Fe)、鋁(Al)相對應(yīng)金屬離子，二氧化硅不與硫酸反應(yīng)，鈣離子與硫酸根離子形成微溶物硫酸鈣，過濾后濾渣1中主要成分為、；氧化過程中、元素的化合價(jià)為+2價(jià)不變，主要是為了將亞鐵離子氧化為鐵離子；加入碳酸鈉將鋁和鐵分別形成氫氧化鋁和氫氧化鐵沉淀；過程后向溶液中加入硫酸、KNO2飽和溶液，將鈷形成沉淀與Ni分離，經(jīng)過系列操作，得到相應(yīng)產(chǎn)物；【詳解】（1）根據(jù)分析可知，“酸浸”時(shí)，濾渣的主要成分：、；（2）“除鐵、鋁”時(shí)，要使二者完全沉淀，而鈷和鎳不能沉淀，則應(yīng)控制溶液范圍為：4.7~6.9；氫氧化鋁與氫氧化鈉反應(yīng)的方程式為Al(OH)3+NaOH=NaAlO2+2H2O。（3）“沉鈷”時(shí)，濾渣3的成分為亞硝酸鈷鉀，同時(shí)有無色氣體(遇空氣變?yōu)榧t棕色)生成，說明該氣體為NO，則“沉鈷”步驟的離子方程式：；（4）亞硝酸鈷鉀的中心離子為Co2+，連接6個(gè)，則其配位數(shù)為6；配體中配位原子階層電子對數(shù)：，其雜化方式為雜化；（5）結(jié)合晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，根據(jù)均攤法計(jì)算，位于晶胞頂點(diǎn)和體心，個(gè)數(shù)：；位于晶胞體心，個(gè)數(shù)：4，與的個(gè)數(shù)比值：1：2；結(jié)合晶胞與晶體結(jié)構(gòu)示意圖可知，在該晶體中，Co離子總個(gè)數(shù)：24，O離子總個(gè)數(shù)：32，晶體總質(zhì)量：，晶體總體積：，晶體密度：。5．(1)第四周期Ⅷ族SO2(2)MoO3+2OH-=MoO+H2O(3)NaOH加入量/鉬理論耗量為1.0浸出溫度85℃浸出時(shí)間2.4h(4)3.2≤pH<6.40.6(5)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶(6)85.0【分析】由題干工藝流程圖可知，廢鉬催化劑在空氣中焙燒將MoS2氧化為MoO3，CoS轉(zhuǎn)化為CoO，同時(shí)放出氣體A為SO2，向固體中加入NaOH和H2O2進(jìn)行“堿浸”將MoO3轉(zhuǎn)化為Na2MoO4溶液，過濾得到濾渣主要成分為CoO、NiO、Fe2O3，濾液主要為Na2MoO4溶液，向?yàn)V渣中加入稀HNO3，將氧化為轉(zhuǎn)化為Co2+、Ni2+和Fe3+，然后加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH值進(jìn)行除鐵，即產(chǎn)生Fe(OH)3過濾除去，向?yàn)V液中繼續(xù)加入NaOH溶液，將Co2+、Ni2+轉(zhuǎn)化為Co(OH)2、Ni(OH)2沉淀，向Na2MoO4溶液中加入稀硝酸進(jìn)行沉鉬轉(zhuǎn)化為H2MoO4沉淀，向沉淀中加入氨水，將沉淀轉(zhuǎn)化為(NH4)2MoO4溶液，經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌干燥等一系列操作即得(NH4)2MoO4·7H2O晶體，據(jù)此分析解題?！驹斀狻浚?）已知Ni是28號元素，其核外電子排布式為：[Ar]3d84s2，故Ni在元素周期表中的位置為第四周期Ⅷ族，由分析可知，“焙燒”時(shí)產(chǎn)生的氣體A的主要成分為SO2，故答案為：第四周期Ⅷ族；SO2；（2）“焙燒”時(shí)MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3，“堿浸”時(shí)MoO3參與反應(yīng)生成Na2MoO4溶液，故該反應(yīng)的離子方程式為：MoO3+2OH-=MoO+H2O，故答案為：MoO3+2OH-=MoO+H2O；（3）由題干“堿浸”時(shí)NaOH加入量、浸出溫度、浸出時(shí)間對鉬浸出率的影響圖示信息可知，NaOH加入量/鉬理論耗量為1.0、浸出溫度為85℃、浸出時(shí)間約為2.4h的條件下，鉬浸出率最大，則應(yīng)選擇的適宜的生產(chǎn)工藝條件為NaOH加入量/鉬理論耗量為1.0、浸出溫度為85℃、浸出時(shí)間約為2.4h，故答案為：NaOH加入量/鉬理論耗量為1.0；浸出溫度為85℃；浸出時(shí)間約為2.4h；（4）由題干表中數(shù)據(jù)可知，“除鐵”時(shí)即讓Fe3+完全沉淀而Ni2+、Co2+不沉淀，則應(yīng)調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為3.2≤pH＜6.4，“沉淀”時(shí)調(diào)節(jié)溶液pH=9.0，即溶液中c(OH-)=10-5mol/L，則此時(shí)溶液中c(Ni2+)===10-10.6mol/L，c(Co2+)===10-10.0mol/L，故==10-0.6，p[]=-lg[]=-lg10-0.6=0.6，故答案為：3.2≤pH＜6.4；0.6；（5）由分析可知，“系列操作”為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥得到(NH4)2MoO4·7H2O晶體，故答案為：蒸發(fā)濃縮；冷卻結(jié)晶；（6）根據(jù)Mo元素守恒可知，50.00kg該廢鉬催化劑(含Mo元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.56%)理論上應(yīng)該生成七水鉬酸銨的質(zhì)量為：50.00kg×10.56%×=17.71kg，通過該工藝最終得到15.05kg七水鉬酸銨(相對分子質(zhì)量為322)產(chǎn)品，則該工藝中七水鉬酸銨的收率為×100%=85.0%，故答案為：85.0。6．(1)Cu、Fe(2)(3)pH降低，c（H+）增大，溶液中c（F-）減小，為使CaF2和MgF2的溶解平衡逆向移動，NaF用量更多10-2.5(4)4.01.00(5)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾(6)P507+煤油【分析】由提示信息，酸浸液中的金屬陽離子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等，用鐵除銅，置換反應(yīng)，濾渣1為Cu、過量的Fe；用NaClO3與發(fā)生氧化還原反應(yīng)除鐵，用NaF生成沉淀除Ca、Mg；用P507煤油萃取，把Ni與Co分開?！驹斀狻浚?）由分析濾渣1為Cu、Fe；（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平方程式：（3）①“除鈣鎂”時(shí)，隨pH降低，c（H+）增大，H++F-HF，平衡右移，c（F-）減小，為使CaF?和MgF?的溶解平衡逆向移動，NaF用量急劇增加；②已知離子濃度≤10-5mol·L-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全,且Ksp(CaF2)=1.0×10-10,Ksp(MgF?)=7.5×10-11，鈣離子沉淀完全時(shí),c(F-)=(mol/L),鎂離子沉淀完全時(shí)，c(F-)=(mol/L),所以為使Ca2+和Mg2+沉淀完全,溶液中c(F-)最小為1.0×10-2.5mol/L;（4）萃取目的是為了獲取NiSO4溶液和Co負(fù)載有機(jī)相,所以Co萃取率越高越好,Ni萃取率越低越好,所以由圖分析可知應(yīng)選擇的pH和Va:V0分別為4.0和1.00（5）NiSO4在水中的溶解度隨溫度升高而增大，由NiSO4溶液獲得NiSO4(s)應(yīng)采用重結(jié)晶的方法,故一系列操作為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。（6）)由工藝流程分析可知，可循環(huán)利用的物質(zhì)是萃取劑P507十煤油。7．(1)適當(dāng)增大硫酸濃度或適當(dāng)升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎增大接觸面積(2)NA(3)CaSO4、Fe(OH)3(4)9.0%SO2有還原性，過多將會降低的濃度，降低(Ⅱ)氧化速率(5)(6)11.1【分析】在“氧化”中，混合氣在金屬離子的催化作用下產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的過一硫酸，用石灰乳調(diào)節(jié)，被氧化為，發(fā)生反應(yīng)，F(xiàn)e3+水解同時(shí)生成氫氧化鐵，“沉鉆鎳”過程中，Co2+變?yōu)镃o(OH)2，在空氣中可被氧化成?！驹斀狻浚?）用硫酸浸取鎳鈷礦時(shí)，為提高浸取速率可適當(dāng)增大硫酸濃度、升高溫度或?qū)㈡団挼V粉碎增大接觸面積（2）的結(jié)構(gòu)簡式為，所以中過氧鍵的數(shù)目為NA（3）用石灰乳調(diào)節(jié)，被氧化為，該反應(yīng)的離子方程式為：；氫氧化鐵的Ksp=10-37.4，當(dāng)鐵離子完全沉淀時(shí)，溶液中c(Fe3+)=10-5mol/L，，c(OH-)=10-10.8mol/L，根據(jù)Kw=10-14，pH=3.2，此時(shí)溶液的pH=4，則鐵離子完全水解，生成氫氧化鐵沉淀；由于CaSO4微溶于水，故濾渣還有CaSO4和氫氧化鐵；（4）根據(jù)圖示可知體積分?jǐn)?shù)為0.9%時(shí)，(Ⅱ)氧化速率最大；繼續(xù)增大體積分?jǐn)?shù)時(shí)，由于SO2有還原性，過多將會降低的濃度，降低(Ⅱ)氧化速率（5）“沉鉆鎳”中得到的Co(OH)2，在空氣中可被氧化成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；（6）氫氧化鎂的Ksp=10-10.8，當(dāng)鎂離子完全沉淀時(shí)，c(Mg2+)=10-5mol/L，根據(jù)Ksp可計(jì)算c(OH-)=10-2.9mol/L，根據(jù)Kw=10-14，c(H+)=10-11.1mol/L，所以溶液的pH=11.1；8．(1)[Al(OH)4]-(2)將濾渣置于漏斗中，向漏斗內(nèi)加入蒸餾水直至浸沒濾渣，讓水自然留下，重復(fù)，待通過焰色試驗(yàn)檢測不到鈉離子后停止洗滌(3)2:1(4)分液漏斗加入稀硫酸能增大c(H+)，使平衡Co2＋(水層)＋2HT(有機(jī)層)CoT2(有機(jī)層)＋2H+(水層)逆向移動，c(Co2+)濃度升高，能獲得較純的含Co2+的水溶液(5)(NH4)2S2O8+MnSO4+2H2O=MnO2+(NH4)2SO4+2H2SO4(6)890℃【分析】電池正極片加入NaOH溶液與鋁片反應(yīng)生成能溶于水的Na[Al(OH)4]，向?yàn)V渣中加入硫酸和過氧化氫還原，加入有機(jī)物HT萃取出Co2＋、Li＋，加入(NH4)2S2O8氧化Mn2+生成MnO2，加入草酸銨與Co2＋反應(yīng)生成CoC2O4·2H2O，高溫分解生成CoO；【詳解】（1）鋁片與足量NaOH溶液反應(yīng)生成Na[Al(OH)4]，濾液1中含鋁微粒為[Al(OH)4]-；（2）洗滌的操作過程：將濾渣置于漏斗中，向漏斗內(nèi)加入蒸餾水直至浸沒濾渣，讓水自然留下，重復(fù)，待通過焰色試驗(yàn)檢測不到鈉離子后停止洗滌；（3）“還原”時(shí)，反應(yīng)的離子方程式為2Co3++H2O2=2Co2++O2↑+2H+，參加反應(yīng)的2:1；向CoT2(有機(jī)層)中加入稀硫酸能增大c(H+)，使平衡逆向移動，c(Co2+)濃度升高，能獲得較純的含Co2+的水溶液；（4）進(jìn)行萃取操作時(shí)，用到的玻璃儀器有分液漏斗、燒杯；（5）“氧化”過程中將Mn2+氧化生成MnO2，自身被還原為，MnSO4發(fā)生反應(yīng)生成MnO2、(NH4)2SO4和H2SO4的化學(xué)方程式為：(NH4)2S2O8+MnSO4+2H2O=MnO2+(NH4)2SO4+2H2SO4；（6）CoC2O4?2H2O的相對分子質(zhì)量為183，假設(shè)其質(zhì)量為183g,加熱到160℃時(shí)失重率為19.67%，減少的物質(zhì)質(zhì)量為183g×19.67%=36g，而183g晶體中含有的結(jié)晶水是36g，可知是恰好失去全部的結(jié)晶水，即加熱到160℃時(shí)所得固體的化學(xué)式為CoC2O4，反應(yīng)的化學(xué)方程式：，由圖可知，“高溫分解”生成CoO，失重率，需控制的最低溫度為890℃。故答案為：；890℃。9．(1)2：3(2)(3)pH偏低，氫離子濃度過大，與氟離子生成弱酸HF鎂離子沉淀完全時(shí)，，此時(shí)，，未沉淀完全(4)P5074(5)有晶膜析出時(shí)【分析】由題給流程可知，向廢爐渣中加入硫酸和硝酸的混酸，經(jīng)金屬氧化物轉(zhuǎn)化為可溶的硫酸鹽，向溶液中加入碳酸鈉溶液將鈣元素部分轉(zhuǎn)化為碳酸鈣沉淀，過濾得到含有碳酸鈣的濾渣1和濾液；向?yàn)V液中加入鐵粉，將溶液中的銅離子轉(zhuǎn)化為銅，過濾得到銅和濾液；向?yàn)V液中加入氯酸鈉溶液將亞鐵離子氧化為鐵離子，調(diào)節(jié)溶液pH將鐵離子轉(zhuǎn)化為黃鈉鐵礬沉淀，過濾得到黃鈉鐵礬和濾液；向?yàn)V液中加入氟化鈉