高三工艺流程题专题周练-20含镍化合物工业流程题

2022届高三大一轮复习工艺流程题专题周练_20含镍化合物工业流程题一、单选题（本大题共15小题，共45分）一种废料的主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物，由该废料制备纯度较高的氢氧化镍(已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10A.废渣的主要成分为二氧化硅

B.加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，可选择KSCN溶液判断H2O2是否过量

C.已知除钙镁在陶瓷容器中进行，则某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属、、及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍以制备硫酸镍晶体：下列说法正确的是(

)。A.“碱浸”时不使用氨水主要是因为氨水不稳定

B.“滤液②”中含有的金属离子是、

C.“转化”中替代溶液的物质可以是NaClO

D.分离出硫酸镍晶体后的母液需要收集、循环使用某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物，还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶(NiSO4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NAFF开始沉淀时(c=0.01 mol·L-7.23.72.27.5沉淀完全时(c=1.0×10-8.74.73.29.0下列说法错误的是(

)A.“碱浸”中NaOH的作用为除去油脂、溶解铝及其氧化物

B.“滤液②”中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+

C.“转化”中H2O2的作用氧化Fe2+，可用Cl2替代

D.“转化”后的溶液中已知镍(Ni)元素性质类似于铁。以Ni2O3为原料制备高纯A.“酸浸”过程中加入H2O2的目的是将Ni3+还原为Ni2+

B.“沉镍”过程的离子方程式为Ni2++2HCO3-工业利用含镍废料(以镍铁钙合金为主)制取NiC2O4(草酸镍)，再经高温煅烧NiC2O4制取Ni2O3的流程如图所示。已知：NiA.“酸溶”时不宜加入太多的稀硫酸

B.加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为：2Ni2++H2O2+2H+=2Ni3++2H2以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO已知：Fe3+在pH约为3.7时可完全转化为Fe(OH)3，Fe2+在A.“滤渣”的主要成分是SiO2

B.为提高镍、铁元素的利用率，可将“过滤Ⅰ”的滤液和滤渣洗涤液合并

C.“氧化”过程发生的离子方程式为2H++2Fe2++ClNiSO4是制备磁性材料和催化剂的重要中间体。用含镍废料(主要成分为NiO，含有少量CuO、FeO和SiO2)制备NiSOA.两次“酸溶”都应选稀硫酸

B.滤渣2的成分为CuS和FeS，可能还有S

C.反应I说明FeS比CuS更难溶

D.合理处理废弃物有利于保护环境和资源再利用某含镍的废催化剂(含有Al、Al2O3、Fe及酸碱不溶物下列说法错误的是(

)A.“碱溶”的主要目的是将Al、Al2O3转化为AlO2-而与其他金属分离

B.“酸溶”某研究小组利用软锰矿(主要成分为MnO2，另含有少量铁、铝、铜、镍等金属化合物)作脱硫剂，通过如下简化流程既脱除燃煤尾气中的SO2，又制得电池材料Mn下列说法不正确的是A.上述流程中多次涉及到过滤操作，实验室进行过滤操作时需用到的硅酸盐材质仪器有：玻璃棒、烧杯、漏斗

B.用MnCO3能除去溶液中的Al3+和Fe3+，其原因是MnCO3消耗了溶液中的酸，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀

C.工业利用含镍废料(以镍铁钙合金为主)制取NiC2O4(草酸镍)，再经高温煅烧NiC2O4制取Ni2O3的流程如图所示。已知：NiC2O4、CaC2A.“酸溶”时不宜加入太多的稀硫酸

B.加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为：2Ni2++ H2O2+ 2H+= 2Ni3++ 2钼酸铵[(NH4)2MoO4]是一种重要的化工催化剂，有多种生产工艺，其中全湿法生产工艺的金属回收率最高，可达90%以上，由镍钼共生矿(主要成分为MoS2下列说法错误的是A.钼酸铵中Mo的化合价为+6价

B.“浸出”时，生成钼酸钠的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-=一种废料的主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备纯度较高的氢氧化镍(已知常温下KspA.废渣的成分有二氧化硅和硫酸钙

B.除钙镁过程中，为了提高钙镁的去除率，氟化钠实际用量应该越多越好

C.黄钠铁矾渣中铁元素为+3价

D.“沉镍”过程中为了将镍沉淀完全，需调节溶液pH>9海绵金是指纯度达不到99%的金，实验室中以含金银铁镍铜铅的金泥为原料制备海绵金的流程如图所示。下列说法错误的是A.操作①和操作④均为过滤

B.操作②和操作③中均用到了分液漏斗

C.反应Ⅲ中Na2SO3某实验小组以粗镍(含少量Fe和Cr杂质)为原料制备，并测定相关组分的含量。制备流程示意图如下：已知：Ni(OH)2为绿色难溶物。、均为可溶于水的蓝紫色晶体，碱性条件下稳定存在。下列说法正确的是A.试剂X的作用是调节pH除去Fe和Cr杂质，则试剂X可为NaOH

B.系列操作中包括洗涤，洗涤沉淀的仪器为分液漏斗、烧杯

C.实验需要配制3.0mol·L-1稀硝酸250mL需要的玻璃仪器只有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管

D.步骤c、d三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料。工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)下列说法错误的是(

)A.加入H2O2发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O

B.加入碳酸钠溶液调pH至二、填空题（本大题共6小题，共55分）锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料以节约资源、保护环境。钴酸锂电池正极材料主要含有LiCoO2、导电剂乙炔黑、铝箔及镀镍金属钢壳等，处理该废旧电池的一种工艺如下图所示：回答下列问题：(1)LiCoO2中Co的化合价是(2)用NaOH溶液处理正极材料的离子方程式为______________________________________________________________________________。(3)“酸浸”过程中LiCoO2发生反应的离子方程式为_________________________________________________________________________。保持其他因素不变的情况下，“酸浸”时Co、Li元素的浸出率随温度的变化如图所示，当温度高于80℃时Co元素浸出率下降的原因有：

①Co2+水解加剧；

(4)调节pH的目的是使Ni2+和____________(填离子符号(5)“萃取”环节，钴、锂萃取率与平衡时溶液pH的关系如下图所示，为了实现钴、锂分离效果较好，pH一般选择_____________(填整数)左右。

(6)取CoC2O4固体4.41 g在空气中加热至300℃，得到钴的氧化物由废镍触媒(MgO、CaO、NiO、Al2O3及SiO2等回答下列问题：(1)“酸溶”前需将废催化剂磨成粉末状的目的是____________；其中的Al2O(2)过滤1的滤渣成分是__________。(3)已知几种金属离子开始沉淀与沉淀完全的pH如下：金属离子NFAM开始沉淀pH6.42.24.19.6沉淀完全pH8.43.55.411.6“调pH”时，理论上应将溶液pH调整范围为__________。(4)“烘焙”的原因是________________；“溶解”时用0.01 mol·L-1(5)“过滤4”的滤液得到产品NiSO4·6H2O采用的方法是____________________；“某含镍(NiO)废料有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质，用此提取NiSO4的工艺流程如图所示：

②25℃时，HF电离常数Ka=7.2×10(1)写出微粒的核外电子排布式： 28Ni_______________； (2)酸浸”时，为提高漫出速率，可采取的措施有_________(写一条即可)。(3)废渣1的主要成分是_______(填化学式)。“氧化”步骤中加入H2O2的目的是________________(用离子方程式表示)。加Na2CO3调节溶液的pH至5(4)25℃时，1 mol/L的NaF溶液中c(OH-)=_______((5)已知沉淀前溶液中c(Mg2+)= 1.85×10-3mol/L工业上利用废镍催化剂(主要成分为Ni，还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO)制备草酸镍晶体(NiC2O4·2H2O)的流程如下：

(1)NiC2O4·2H2O中C的化合价是______。“滤渣Ⅰ”的主要成分是________________。

(2)若控制温度为80℃、pH=2时，“除铁”产生的“滤渣Ⅱ”的主要成分为黄钠铁矾【Na2Fe6(SO4)4(OH)12】，写出生成黄钠铁矾沉淀的离子方程式：__________________①电极X的电极反应物是_________(填化学式)；中间隔室b可以得到的主要物质Z是_________(填化学式)。②已知F=96500C/mol，若电池工作t min，维持电流强度为I A，理论回收Ni______g(写出计算表达式即可)。以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料，获取净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉的部分工艺流程如下图：

(1)“酸浸”过程，为提高铁和镍元素的浸出率，可采取的措施有______，______(写出两种)。

(2)“过滤Ⅰ”滤渣的主要成分是______。

(3)“氧化”过程欲使0.3

mol

Fe2+转变为Fe3+，则需氧化剂

NaClO至少为______

mol。

(4)‘沉铁”过程中加入碳酸钠调节溶液的pH至2，生成黄钠铁矾沉淀，写出该反应的化学方程式______。若碳酸钠过多会导致生成的沉淀由黄钠铁矾转化为______(填化学式)。

(5)向“过滤Ⅱ”所得滤液(富含Ni2+)中加入N2H4⋅H2O，在不同浓度的氢氧化钠溶液中反应，含镍产物的XRD图谱如图所示(XRD图谱可用于判断某晶态物质是否存在，不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)。欲制得高纯纳米镍粉最适宜的NaOH的物质的量浓度为______。写出该条件下制备纳米镍粉同时生成利用镍钼矿(主要含有MoS2、NiS2、NiS、FeS2、SiO2和C)中含有的碳作还原剂，进行选择性还原熔炼，可以提取镍铁合金，同时得到钼酸钠晶体(Na2MoO4⋅2H2O)，其主要流程如图：

(1)选择性还原熔炼的优点之一是将S元素转化为Na2S，避免了污染性气体SO2的产生．检验炉气中是否含有SO2的方法为______

(2)还原熔炼时，FeS2发生的反应为3FeS2+6Na2CO3+11C+8O23Fe+6Na2S+17CO2，该反应中氧化产物是______，反应每转移11mole-，生成铁的质量为______g.

(3)水浸液中通入适量CO2和空气，然后过滤，所得滤渣的主要成分为______．

(4)已知钼酸钠溶液中答案和解析1.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查了物质的制备，为高考常见题型，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等。

【解答】

废料的主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物，加入硫酸和硝酸溶液，合金中的镍难溶于稀硫酸，“酸溶”时除了加入稀硫酸，还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸，溶解Ni，过滤除去废渣，滤液中加入过氧化氢，氧化亚铁离子为铁离子，加入碳酸钠调节溶液pH除去铁离子，过滤得到滤渣和滤液，滤液中加入H2S沉淀铜离子，过滤得到滤液中加入NaF用来除去镁离子和钙离子，过滤得到滤液中主要是镍离子，加入氢氧化钠溶液沉淀镍离子生成氢氧化镍固体；

A.二氧化硅与酸(除氢氟酸外)不反应，则废渣的主要成分为二氧化硅，故A正确；

B.KSCN和Fe3+反应生成红色溶液，只能用于判断溶液中是否有Fe3+，而不能判断溶液中是否还有Fe2+，则不能选择KSCN溶液判断H2O2是否过量，故B错误；

C.除钙镁是在陶瓷容器中进行，氟化钠过多时，F-水解生成的HF会腐蚀陶瓷容器，故C正确；

D.常温下，K2.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查无机工艺流程，难度一般，解题的关键是对基础知识的灵活运用。

【解答】

A.NaOH溶液的作用分别是：除去油脂，溶解铝及其氧化物，因氨水与Al及其氧化物不反应，故不能代替氢氧化钠溶液，故A错误；

B.滤饼①与稀硫酸反应，得到的滤液②中含有的金属离子是Ni2+、Fe2+、Fe3+等，故B错误；

C.“转化”中若用NaClO替代H2O2溶液，会引入杂质，故C3.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查无机工艺流程，为高频考点，把握流程中发生的反应、混合物分离提纯、发生的反应为解答的关键，侧重分析与实验能力的考查，注意元素化合物知识、化学反应原理与实验的结合，题目难度一般。

【解答】A.由工艺流程分析可得，向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸，可除去油脂，并发生反应2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2B.

得到的滤液①含有NaAlO2，滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质，加稀H2SO4酸浸后得到含有C.

ClD.由上述表格可知，Ni2+完全沉淀时的pH=8.7，此时c(Ni2+)=1.0×10-5mol·L-1，c(H+)=1.0×10-8.7mol·L-1，则，则Ni(OH)2的；或者当Ni2+开始沉淀时pH=7.2，此时c(Ni2+)=0.01mol·L-1，c(H+)=1.0×10-7.24.【答案】D

【解析】【分析】

本题以无机工艺流程为载体考查了离子方程式的书写等知识，综合性较强，应多练习。

【解答】

A.结合图示可知，“酸浸”过程中加入H2O2的目的是为了将Ni3+还原为Ni2+，同时生成氧气和水以及NiSO4，故A正确；

B.结合图示可知“沉镍”过程的离子方程式应为Ni2++2HCO3-=NiCO3+CO2↑+5.【答案】B

【解析】【分析】

本题主要考查的是工业流程，意在考查学生的分析能力和知识应用的综合能力，解题时根据题干信息和流程图中所加试剂分析各步骤操作中涉及的反应及操作目的。

【解答】

A.酸溶加稀硫酸不宜过多，否则后面需要加入更多Na2CO3调pH，故A正确；

B.加入H2O2的主要目的是将Fe2+氧化成Fe3+，Ni2+是在煅烧时被氧化成+3价，因此方程式错误，故B错误；

C.Fe3+沉淀完全pH约为3.2，因此加入Na2CO6.【答案】D

【解析】【分析】

本题以制备黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]和纳米镍粉为载体考查无机工业流程分析，为高频考点，难度不大。掌握流程分析、物质的性质是解答关键。

【解答】

A.加入硫酸后，Fe2O3、FeO、NiO均与硫酸反应，SiO2不反应，则滤渣的主要成分是SiO2，故A正确；

B.滤渣洗涤液中含有少量镍、铁元素，可将滤渣洗涤液和“过滤Ⅰ”的滤液合并，以提高镍、铁元素的利用率，故B正确；

C.NaFe3(SO4)2(OH)6中Fe元素为7.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查物质制备流程图的分析，以及物质的分离和提纯，掌握铁及其化合物的性质即可解答，难度中等。

【解答】

含镍废料(主要成分为NiO，含有少量CuO、FeO和SiO2)加入硫酸酸溶，滤渣1为SiO2，滤液1含有NiSO4、CuSO4、FeSO4，加入FeS，可除去Cu2+，生成滤渣2含有CuS，滤液2加入碳酸钠，可生成碳酸亚铁，加入硫酸溶液可生成硫酸亚铁，蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体，滤液3含有NiSO4，以此解答。

A.根据流程图分析最终目的是制备FeSO4·7H2O，为避免生成杂质，所以“酸溶”时应选用硫酸，故A正确；

B. FeS可转化为溶解度更小的CuS，由于亚铁离子易被氧化，则滤液中可含有Fe3+，Fe3+氧化S2-生成8.【答案】B

【解析】【分析】

本题旨在考查学生对物质分离和提纯方法、金属的回收与环境保护等应用，难度不大。

【解答】

A.由于铝、氧化铝能和碱反应，而铁不能，故“碱溶”的主要目的是将Al、Al2O3转化为AlO2-而与其他金属分离，故A正确；

B.加入硝酸引入硝酸根离子杂质，故不能用硝酸，故B错误；

C.由于双氧水能把亚铁离子氧化为铁离子，氢氧化铁在pH为6完全沉淀，故滤渣3为氢氧化铁，故C正确；

D.镍能污染环境，故合理处理含镍废催化剂有利于环境保护和资源再利用，故9.【答案】C

【解析】【分析】

本题考查了无机工业流程，涉及物质的分离与提纯等，把握流程分析及混合物分离方法、发生的反应为解答的关键，综合性较强，题目难度中等。

【解答】

A.上述流程中多次涉及到过滤操作，使用的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗，这些都属于硅酸盐材质，A正确；

B. MnCO3在溶液中存在沉淀溶解平衡，电离产生的CO32-能消耗溶液中的H+，使Al3+和Fe3+的水解平衡正向移动，促进Al3+和Fe3+水解生成氢氧化物沉淀，B正确；

C.用一定量的NaOH溶液和酚酞试液吸收二氧化硫，反应生成亚硫酸钠，亚硫酸钠溶液呈碱性，溶液颜色变化不明显，不能准确测定燃煤尾气中的SO2含量，C10.【答案】B

【解析】【分析】

本题主要考查的是工业流程，意在考查学生的分析能力和知识应用的综合能力，解题时根据题干信息和流程图中所加试剂分析各步骤操作中涉及的反应及操作目的。

【解答】

A.酸溶加稀硫酸不宜过多，否则后面需要加入更多Na2CO3调pH，故A正确；

B.加入H2O2的主要目的是将Fe2+氧化成Fe3+，Ni2+是在煅烧时被氧化成+3价，因此方程式错误，故B错误；

C.Fe3+沉淀完全pH约为3.2，因此加入Na2C11.【答案】C

【解析】【分析】

本题以钼酸铵的制备为载体，考查氧化还原反应、实验操作和铵盐的性质，难度一般。

【解答】

A.由钼酸铵的化学式(NH4)2MoO4可知，钼酸铵中Mo的化合价为+6价，故A正确；

B.“浸出”时，生成钼酸钠的离子方程式为，故B正确；

C.钼酸铵[(NH4)2MoO4]为铵盐，不稳定，受热易分解，所以“操作Ⅰ”为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥，故12.【答案】B

【解析】【分析】

本题考查无机工艺流程问题，难度不大，是高考常考题目，掌握各物质的性质并掌握物质的分离及提纯方法是解答的关键。

【解答】

废料主要成分是铁镍合金，还含有铜、钙、镁、硅的氧化物，加入硫酸和硝酸酸溶，合金中的镍难溶于稀硫酸，“酸溶”时除了加入稀硫酸，还要边搅拌边缓慢加入稀硝酸，溶解Ni反应有H2生成，过滤除去废渣，滤液中加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入碳酸钠调节溶液pH除去铁离子，过滤得到滤渣和滤液，滤液中加入H2S沉淀铜离子，过滤得到滤液中加入NaF用来除去镁离子和钙离子，过滤得到滤液中主要是镍离子，加入氢氧化钠溶液沉淀镍离子生成氢氧化镍固体，

A.铁镍合金以及铜、钙、镁的氧化物都能与硫酸和硝酸的混合液反应，二氧化硅不反应，生成的硫酸钙是微溶物，故废渣为二氧化硅和硫酸钙，故A正确；

B.除钙镁是在陶瓷容器中进行，氟化钠过多时，F-水解生成的HF会腐蚀陶瓷容器，故B错误；

C.除铁时加入过氧化氢做氧化剂，碳酸钠调节溶液pH，故黄钠铁矾渣中铁元素为+3价，故C正确；

D.当c(Ni2+)<1×10-513.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查无机工业流程，解决此类问题的关键是理清流程中的变化，侧重考查学生的推理能力，难度中等。

【解答】

A.结合流程，操作①和操作④后续均为液相和固相，故均为过滤，故A正确；

B.结合流程，操作②和操作③均为分液萃取，均用到了分液漏斗，故B正确；

C.由流程图可知，反应Ⅲ中Na2SO3的作用是将金元素从有机相中还原出来，故C正确；

14.【答案】A

【解析】【分析】

本题主要考查的是无机工业流程，已知考查学生的分析能力和知识应用能力，解题时根据原料的成分和流程图中所加试剂分析各步骤操作的作用，解题的关键是掌握常见实验操作的注意事项。

【解答】

A.根据流程图可知，“绿色沉淀”后没有除去Fe和Cr杂质的操作，故除去Fe和Cr杂质的操作是在加入X时的系列操作中完成的，利用试剂X调节pH，让Fe和Cr形成氢氧化物而除去，试剂X可为NaOH，由于后续操作是处理绿色沉淀，所以溶液中即便引入了钠离子，也不影响后续操作，故A正确；

B.洗涤沉淀的仪器是漏斗和烧杯，分液漏斗主要用于分液或萃取，故B错误；

C.实验需要配制3.0mol·L-1稀硝酸250mL需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶，故C错误；

D.利用水浴控温时，温度计应插入到冷水中，不插入反应液中，故15.【答案】D

【解析】【分析】

本题考查制取三氧化二镍的工艺流程，难度一般，解题关键是准确分析流程中产品、杂质、试剂及操作。

【解答】

含镍废料为固体，需变成溶液后进行处理，故操作Ⅰ为酸溶，加双氧水将Fe2+氧化为Fe3+；加碳酸钠是为了除去铁离子，得到氢氧化铁沉淀和含钙离子、镁离子、镍离子的滤液，加入NH4F是为了除去钙离子、镁离子，生成CaF2、MgF2沉淀而被除去。

A.含镍废料先加酸溶解，得到对应金属阳离子，加入H2O2可将Fe2+氧化为Fe3+，发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+= 2Fe3++2H2O，故A正确；

B.Fe3+易水解，加入碳酸钠溶液调pH至4.0〜5.0，其目的就是为了促进Fe3+水解沉淀完全，从而除去F16.【答案】(1)

+3；H2O(4)F(5)5

(6)硫酸溶液

(7)

【解析】【分析】

本题是一题工业流程题，考查物质的性质以及化学方程式的书写，解题是需了解清楚流程中每个环节的内容以及发生什么变化等。

【解答】

(1)根据化合价代数和为0，Li为+3价，O为-2价，则LiCoO2中Co(2)正极材料中含有Al，Al会与NaOH反应，离子方程式为2Al+2OH(3)加入硫酸和双氧水，将Li、Co等转化成相应的离子，LiCoO2中Co的化合价为+3，而后面得到CoC2O4，Co的化合价为+2，化合价降低，需要一个还原剂，双氧水可以作还原剂，发生的反应为2LiCoO2+(4)加H2SO4，镀镍金属钢壳会溶解，得到Ni2+、Fe2+，加入双氧水，可以将Fe2+氧化成Fe(5)“萃取”环节，为了实现钴、锂分离。从图中可知，pH大于等于5时，Co萃取率已经达到100%，而pH越大，Li也会被萃取，使得Li和Co不能完全分离；因此pH一般选择5；(6)根据萃取后得到CoSO4溶液，可知加入的应为H2(7)取CoC2O4固体4.41 g在空气中加热至300℃，得到钴的氧化物2.41 g，则n(CoC2O4)= 4.41 g÷147 g·mol-1=0.03 mol，根据Co守恒，Co的氧化物中，O的质量为2.41-0.03 mol×59 g·mol-17.【答案】(1)减小颗粒直径，增大接触面积，提高原料利用率并加快酸溶速率；

Al2O3

+ 6H+

=

2Al3+

+3H2O

(2)SiO2和CaSO4

(3)5.4【解析】【分析】

本题考查无机制备工艺分析，巧妙地融合化学原理部分知识，考查了反应方程式的书写，运用化学原理的知识分析原因是本题的难点，是一道好题，需要同学具备一定的基础，注重能力的培养，题目难度较大。

【解答】

(1)颗粒大包裹的NiO难以溶浸，颗粒小与酸的接触面也大，反应速率快，则“酸溶”前需将废催化剂磨成粉末状的目的是减小颗粒直径，增大接触面积，提高原料利用率并加快酸溶速率；l2O3溶解的离子方程式为Al2O3

+ 6H+

=

2Al3+

+3H2O。

(2)原料中的SiO2与稀硫酸不反应，CaSO4微溶，同时进入滤渣。

(3)使Fe3+沉淀完全，需pH>3.5，使Al3+沉淀完全，需pH>5.4，而使Ni2+不沉淀，需pH<6.4，故确定的范围为5.4～6.4。

(4)加N18.【答案】

(1)1s22s22p63s23p63d84s2；1s22s【解析】【分析】

本题考查了物质分离提纯过程分析、物质性质的应用、电离平衡常数和溶度积常数的计算等，掌握基础是解题关键，题目难度较大。

【解答】

某NiO的废料中有FeO、Al2O3、MgO、SiO2等杂质，加入稀硫酸溶解后过滤得到滤渣1为SiO2，滤液为NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3、MgSO4，加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，再加入碳酸钠溶液调节溶液pH，使铁离子，铝离子全部沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，滤液中加入NH4F沉淀Mg2+，生成沉淀滤渣3为MgF2，过滤得到的滤液，滤液中获得NiSO4⋅6H2O晶体的方法是通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到晶体，失去结晶水得到硫酸镍，据此进行分析解答。

(1)微粒的核外电子排布式： 28Ni：1s22s22p63s23p63d84s2； 26Fe3+：1s219.【答案】(1). +3；SiO2和CaSO4；

(2). 6Fe2++3ClO-+2Na++4SO42-9【解析】【分析】

本题考查了物质的制备和电化学原理，掌握工业流程具体原理和电化学原理是答题关键，主要对基础知识的准确把握，综合性较强，题目难度中等。

【解答】

制备草酸镍晶体(NiC2O4⋅2H2O)的流程：废镍催化剂(主要成分为Ni，还含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO)加入硫酸溶解得到含有Ni2+、Zn2+、Fe2+、Ca2+的酸性溶液，部分Ca2+与SO42-结合得到微溶物CaSO4，SiO2不溶于酸，过滤，滤渣I为SiO2和CaSO4，向滤液中加入NaClO溶液氧化Fe2+为黄钠铁矾【Na2Fe6(SO4)4(OH)12】，同时本身被还原为Cl-，过滤，再向滤液中加入NH4F溶液，沉淀Ca2+为CaF2，滤渣III为CaF2，最后加入有机萃取剂萃取Zn2+，得到的水层主要为Ni2+，再向其中加入(NH4)2C2O4溶液，得到产品草酸镍晶体(NiC2O4⋅2H2O)，高温煅烧无水NiC2O4的反应为：，

用高能锂离子电池作电源电解含镍酸性废水回收Ni：高能锂离子中，Li为电源负极，FeS为电源正极，电解池中连接电源负极的为阴极，发生还原反应，连接电源正极为阳极，发生氧化反应，据此分析作答。

(1)NiC2O4⋅2H2O中镍元素+2价，氧元素-2价，化合物中元素化合价总共为0，则碳元素+3价；由于二氧化硅不溶解，钙离子遇到硫酸根，故滤渣为SiO2和CaSO4

故答案为+3；SiO2和CaSO4

(2)

控制温度为80℃、pH=2时，“除铁”产生的“滤渣Ⅱ”的主要成分为黄钠铁矾，即NaClO溶液氧化Fe2+为Na2Fe20.【答案】(1)提高反应温度；适当增大硫酸浓度、将原