三氧化二钴（Co2O3）主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。以含钴废料（主要成...

三氧化二钴（Co2O3）主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。以含钴废料（主要成分为Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4）为原料制备Co2O3的流程如下图所示：

已知：

Ⅰ.“酸浸”后的浸出液中含的阳离子有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+等。

Ⅱ.部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表：

回答下列问题：

(1)“酸浸”含钴废料的温度不宜过高，原因是_____________。

(2) “酸浸”时发生的主要反应是___________________（写离子方程式）。

(3)某萃取剂对金属离子的萃取率与溶液pH的关系如图所示：

使用该萃取剂时应控制的pH约为____________，理由是_____________。

(4)写出高温煅烧时发生的化学反应方程式___________。

(5)操作1得到的副产品是__________（填名称）；

已知该物质的溶液加热到100℃时会变质，该物质的溶解度见下表：

操作1是________（填字母）。

a．蒸发结晶　　　　 b．降温结晶　　　　 c．减压蒸发结晶

(6)有机相提取的Ni2+再生时可用于制备镍氢电池，该电池充电时的总反应为Ni(OH)2+M=NiOOH+MH，则放电时负极的电极反应式为_________________。

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三氧化二钴主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用铜钴矿石制备Co2O3的工艺流程如图所示。

已知：铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。请回答下列问题：

(1)“浸泡”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是_______(写出2种即可)。

(2)“浸泡”过程中，加入Na2SO3溶液的主要作用是____________。

(3)向“沉铜”后的滤液中加入NaClO3溶液，写出滤液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式________________。

(4)温度、pH对铜、钴浸出率的影响如图1、图2所示：

①“浸泡”铜钴矿石的适宜条件为__________________。

②图2中pH增大时铜、钴浸出率下降的原因可能是___________。

(5)CoC2O4·2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3的化学方程式是________。

(6)一定温度下，向滤液A中加入足量的NaF溶液可将Ca2+、Mg2+沉淀而除去，若所得滤液B中c(Mg2+)=1.0×10-5 mol/L，则滤液B中c(Ca2+)为______。［已知该温度下Ksp(CaF2)=3.4×10-11，Ksp(MgF2)=7.1×10－11］

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高锰酸钾常用作消毒杀菌、水质净化剂等。某小组用软锰矿(主要含MnO2,还含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)模拟工业制高锰酸钾流程如下。试回答下列问题。

(1)配平焙烧时化学反应：________MnO2＋________＋________O2________K2MnO4＋________H2O；工业生产中采用对空气加压的方法提高MnO2利用率，试用碰撞理论解释其原因___________________________。

(2)滤渣Ⅱ的成分有_________(化学式)；第一次通CO2不能用稀盐酸代替的原因是_____________。

(3)第二次通入过量CO2生成MnO2的离子方程式为________________________。

(4)将滤液Ⅲ进行一系列操作得KMnO4。

由图可知，从滤液Ⅲ得到KMnO4需经过__________、___________、洗涤等操作。

(5)工业上按上述流程连续生产。含MnO2 a%的软锰矿1吨，理论上最多可制KMnO4____________吨。（保留到小数点后三位）

(6)利用电解法可得到更纯的KMnO4用惰性电极电解滤液Ⅱ。

①电解槽阳极反应式为________________________________。

②阳极还可能有气体产生，该气体是____________。

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一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约21%）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，工艺流程如下

回答下列问题：

（1）“酸溶”时，溶液中有Fe3＋、Fe2＋、Ni2＋等生成，废渣的主要成分是__________；金属镍溶解的离子方程式为__________________________________________。

（2）“除铁”时H2O2的作用是___________________，加入碳酸钠的目的是__________________________________________。

（3）“除铜”时，反应的离子方程式为_____________________________________，若用Na2S代替H2S除铜，优点是__________。

（4）已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量不能过多的理由为_____________________。

（5）已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10－15，该流程在“沉镍”过程中需调节溶液pH约为_______，Ni2＋才刚好沉淀完全（离子沉淀完全的浓度≤10－5 mol/L；lg2=0.30）

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一种磁性材料的磨削废料（含镍质量分数约21%）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，工艺流程如下

回答下列问题：

（1）“酸溶”时，溶液中有Fe3＋、Fe2＋、Ni2＋等生成，废渣的主要成分是__________；金属镍溶解的离子方程式为__________________________________________。

（2）“除铁”时H2O2的作用是___________________，加入碳酸钠的目的是__________________________________________。

（3）“除铜”时，反应的离子方程式为_____________________________________，若用Na2S代替H2S除铜，优点是__________。

（4）已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行，NaF的实际用量不能过多的理由为_____________________。

（5）已知常温下Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10－15，该流程在“沉镍”过程中需调节溶液pH约为_______，Ni2＋才刚好沉淀完全（离子沉淀完全的浓度≤10－5 mol/L；lg2=0.30）

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软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：

已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀，到沉淀时溶液的pH如下表：

（1）提高浸出率的可采取的措施有_________。

A．适当升高温度  B．搅拌  C．加适量纯碱  D．加压

（2）浸取完成后，取浸取液少许，加入KSCN溶液无明显现象，则浸取时发生的主要反应的化学方程式是____________________________________________。

（3）调节pH为5.4～5.8的目的是_____________________________________________。

（4）滤渣3的主要成分的化学式是_____________。

（5）50℃碳化过程发生反应的离子方程式是____________________________________。

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辉铜矿主要成分为Cu2S，软锰矿主要成分为MnO2，它们都含有少量SiO2、Fe2O3等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸锰和碱式碳酸铜的主要工艺流程如下：

已知：①MnO2能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫；

②[Cu(NH3)4]SO4常温稳定，在热水中会分解生成NH3；

③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算)：

（1）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施有____________________(任写一点)；

（2）调节浸出液pH的范围为____________，其目的是_______________________；

（3）本工艺中可循环使用的物质是____________________(写化学式)．

（4）在该工艺的“加热驱氨”环节，若加热的温度较低或过高，都将造成_________________的结果；

（5）碳酸锰在一定条件下可得硫酸锰溶液，试根据如下曲线图示，现由硫酸锰溶液制备MnSO4·H2O的实验方案为____________________。

（6）用标准BaCl2溶液测定样品中MnSO4•H2O质量分数时，发现样品纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略)，其可能原因有_________________(任写一种)。

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CoC2O4是制备金属钴的原料。利用含钴废料(主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有机物等)制取CoC2O4的工艺流程如图：

（1）“550℃煅烧”的目的是____。

（2）“浸出液”的主要成分是___。

（3）“钴浸出”过程中Co3＋转化为Co2＋，反应的离子方程式为___。

（4）“净化除杂1”过程中，如何检验该杂质__(用离子方程式表示)，现象为__：需在40～50℃加入H2O2溶液，其原因是__，目的是__(用离子方程式表示)；再升温至80～85℃，加入Na2CO3溶液，调pH至5，“滤渣I”的主要成分是__。

（5）“净化除杂2”可将钙、镁离子转化为沉淀过滤除去，若所得滤液中c(Ca2＋)=1.0×l0－5 mol/L，则滤液中c(Mg2＋)为___mol/L。[已知Ksp(MgF2)=7.35×10－11、Ksp(CaF2)=1.05×10－10]

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利用水钴矿[主要成分为Co2O3和Co(OH)3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取CoCl2·6H2O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

（1）提高水钴矿浸出速率的措施有_______________________________________（填写两点），浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式为________________________。

（2）NaClO3的作用是_________________________________。

（3）加Na2CO3调pH至5.2所得沉淀为_________________。

（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。萃取剂的作用是___________________________________________；其使用的适宜pH范围是______________。

A．2.0~2.5　　　　 B．3.0~3.5　　　　　 C．4.0~4.5

（5）由萃取后余液获得粗产品的操作步骤为_____________。

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CoCl2·6H2O是一种饲料营养强化剂。以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取CoCl2·6H2O的一种新工艺流程如图：

已知：① 钴与盐酸反应的化学方程式为：Co＋2HCl===CoCl2＋H2↑

② CoCl2·6H2O熔点86℃，易溶于水、乙醚等；常温下稳定无毒，加热至110 ~120℃时，失去结晶水变成有毒的无水氯化钴。

③ 部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

（1）在上述工艺中，用“盐酸”代替原工艺中“盐酸与硝酸的混酸”直接溶解含钴废料，其主要优点为：___________________________________

（2）加入碳酸钠调节pH至a ，a的范围是______________________

（3）操作Ⅰ包含3个实验基本操作，它们依次是___________________________和过滤。

（4）制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是____________________________________

（5）为测定产品中CoCl2·6H2O含量，某同学将一定量的样品溶于水，再向其中加入足量的AgNO3溶液，过滤，并将沉淀烘干后称量其质量。通过计算发现产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100％，其原因可能是____________________________________________________________

（6）在实验室，为了从上述产品中获得纯净的CoCl2·6H2O，通常先将产品溶解在乙醚中，除去不溶性杂质后，再进行_____________________________________操作。

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