新編高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)：主觀題綜合訓(xùn)練 無機(jī)綜合及工藝流程 含答案

新編高考化學(xué)備考資料無機(jī)綜合及工藝流程【主觀題綜合訓(xùn)練】無機(jī)綜合及工藝流程1(2015·開封二模)硼、鎂及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。已知：硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5·H2O，硼砂的化學(xué)式為Na2B4O7·10H2O。利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程如下?；卮鹣铝杏嘘P(guān)問題：(1) 硼砂中B的化合價為，溶于熱水后，常用H2SO4調(diào)pH至23制取H3BO3，反應(yīng)的離子方程式為，X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物，其與Mg反應(yīng)制取粗硼的化學(xué)方程式為，該反應(yīng)中的氧化劑是(填化學(xué)式)。(2) 硼酸是一種一元弱酸，它與水作用時結(jié)合水電離的OH-而釋放出水電離的H+，這一變化的離子方程式為。皮膚上不小心碰到氫氧化鈉溶液，一般先用大量水沖洗，然后再涂上硼酸溶液，則硼酸與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式為。(3) MgCl2·7H2O需要在HCl氛圍中加熱制MgCl2，其目的是 。(4) 制得的粗硼在一定條件下生成BI3，BI3加熱分解可以得到純凈的單質(zhì)硼?，F(xiàn)將0.020 g粗硼制成的BI3完全分解，生成的I2用0.30 mol·L-1 Na2S2O3(H2S2O3為弱酸)溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。盛裝Na2S2O3溶液的儀器應(yīng)為(填“酸式”或“堿式”)滴定管，該粗硼樣品的純度為(提示：I2+2S22I-+S4)。2(2016·咸陽模擬).氨是一種重要的化工原料，某學(xué)習(xí)小組欲制取氨氣并探究其性質(zhì)。圖1圖2圖3(1) 實驗室制取氨氣的化學(xué)方程式是 。(2) 圖1是進(jìn)行氨氣噴泉實驗的裝置，引發(fā)噴泉的操作步驟是。氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色，其原因是(用電離方程式表示)。(3) 該小組同學(xué)設(shè)計了圖2所示的實驗裝置(部分夾持儀器未畫出)，探究氨氣的還原性并檢驗產(chǎn)物。實驗現(xiàn)象：黑色CuO變?yōu)榧t色；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染。請寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式：  。堿石灰的作用是。整套裝置在方框處應(yīng)添加一種裝置后，此實驗設(shè)計才較完善，請在方框中補畫出E裝置圖。(要求注明裝置中所加試劑名稱).3.2 g Cu與30 mL 8 mol·L-1過量HNO3反應(yīng)，硝酸的還原產(chǎn)物為NO、NO2，反應(yīng)后溶液中所含H+為a mol，則：(1) 此時溶液中所含的N為 mol。(2) 所生成的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為 L。(以上結(jié)果均用含a的代數(shù)式表示) .某黑色固體甲可能含有氧化銅、硫化銅、硫化亞銅，以及被掩蔽的氧化亞銅。查閱資料知道：氧化亞銅在酸性環(huán)境下會發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和銅單質(zhì)；在氧氣流中煅燒，可以轉(zhuǎn)化為氧化銅。硫化銅和硫化亞銅常溫下都不溶于稀鹽酸；在氧氣流中煅燒，硫化銅和硫化亞銅都轉(zhuǎn)化為氧化銅和二氧化硫。為了研究甲的成分，該小組同學(xué)在收集到足夠量的固體甲后，進(jìn)行了如圖3所示的實驗。(1) 中在煅燒過程中一定發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為  。(2) 關(guān)于固體甲的成分的判斷，下列說法正確的是(填字母)。A. 固體甲中，CuS和Cu2S不能同時存在B. 固體甲中，CuO和Cu2O至少有一種C. 固體甲中若沒有Cu2O，則一定有Cu2SD. 固體甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S3(2016·惠州一調(diào))研究人員研制利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收硫酸廠的尾氣SO2，制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如圖1。圖1圖2已知：浸出液的pH<2，其中的金屬離子主要是Mn2+，還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。PbO2的氧化性大于MnO2。有關(guān)金屬離子的半徑、形成氫氧化物沉淀時的pH見下表，陽離子吸附劑吸附金屬離子的效果見圖2。離子離子半徑/pm開始沉淀時的pH完全沉淀時的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7Al3+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99-(1) 浸出過程中生成Mn2+反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2) Fe2+被氧化的過程中主要反應(yīng)的離子方程式為 。(3) 在氧化后的液體中加入石灰漿，用于調(diào)節(jié)pH，pH應(yīng)調(diào)節(jié)至范圍。(4) 陽離子吸附劑可用于除去雜質(zhì)金屬離子，請依據(jù)圖、表信息回答，決定陽離子吸附劑吸附效果的因素有 等。(任寫兩點) (5) 吸附步驟除去的主要離子為 。(6) 電解MnSO4、ZnSO4和H4SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn，寫出陽極的電極反應(yīng)式：。4(2015·山西校級聯(lián)考)氧化鋅為白色粉末，可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級氧化鋅含有Fe()、Mn()、Ni()等雜質(zhì)的流程如下圖所示。工業(yè)ZnO浸出液濾液濾液濾餅ZnO提示：在本實驗條件下，Ni()不能被氧化；高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2。回答下列問題：(1) 反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是 ，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 、 ；在加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，對除雜的影響是 。(2) 反應(yīng)的反應(yīng)類型為 ，過濾得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有 。(3) 反應(yīng)形成的沉淀要用水洗，檢查沉淀是否洗滌干凈的方法是 。(4) 反應(yīng)中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3·xZn(OH)2，取干燥后的濾餅11.2 g，煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g，則x等于 。5(2015·太原模擬)用輝銅礦(主要成分為 Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如下：(1) 下列措施是為了加快浸取速率，其中無法達(dá)到目的的是(填字母)。A. 延長浸取時間B. 將輝銅礦粉碎C. 充分?jǐn)嚢?D. 適當(dāng)增加硫酸濃度(2) 濾渣的主要成分是MnO2、S、SiO2，請寫出“浸取”反應(yīng)中生成S的離子方程式： 。(3) 研究發(fā)現(xiàn)，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，可能的原因是 。(4) “除鐵”的方法是通過調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。則加入的試劑A可以是 (填化學(xué)式)；“趕氨”時，最適宜的操作方法是。(5) “沉錳”(除Mn2+)過程中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 。(6) 濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是(填化學(xué)式)。6(2015·安徽模擬)NiSO4·6H2O是一種綠色易溶于水的晶體，可由電鍍廢渣(除鎳外，還含有銅、鋅、鐵等元素)為原料獲得。操作步驟如下：(1) 向濾液中加入FeS是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等雜質(zhì)，則除去Cu2+的離子方程式為 。(2) 根據(jù)對濾液的操作作答：往濾液中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。調(diào)濾液pH的目的是。檢驗Fe3+是否除盡的操作和現(xiàn)象是 。(3) 濾液溶質(zhì)的主要成分是NiSO4，加Na2CO3過濾后得到NiCO3固體，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這兩步操作的目的是 。(4) 得到的NiSO4溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等一系列操作可得到NiSO4·6H2O晶體。在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時，加熱到 (描述實驗現(xiàn)象)時，則停止加熱。為了提高產(chǎn)率，過濾后得到的母液要循環(huán)使用，則應(yīng)該回流到流程中的(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。如果得到產(chǎn)品的純度不夠，則應(yīng)該進(jìn)行(填操作名稱)操作。7(2015·廈門模擬)某工廠回收電鍍污泥主要成分為Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土中的銅和鎳，工藝流程如下：(1) 下列措施可提高步驟浸出速率的是 (填字母)。a. 加熱b. 增大壓強c. 延長浸出時間d. 適當(dāng)提高硫酸的濃度e. 及時分離出產(chǎn)物(2) 步驟電解過程中銅粉在(填“陰”或“陽”)極產(chǎn)生，若始終沒有觀察到氣體生成，則該電解過程的離子方程式為 。(3) 已知FePO4、AlPO4、Ni3(PO4)2的Ksp分別為1.0×10-22、1.0×10-19、4.0×10-31，步驟所得溶液中c(Ni2+)為0.1 mo1·L-1。步驟反應(yīng)后溶液中c(P)理論上應(yīng)控制的范圍是。(4) 步驟的萃取原理為注：(HA)2為有機(jī)萃取劑NiSO4(水層)+2(HA)2(有機(jī)層)Ni(HA2)2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)，為促使上述平衡向正反應(yīng)方向移動，可采取的具體措施是 (寫一條即可)。(5) 步驟中作為反萃取劑的最佳試劑為 (填名稱)。(6) 該工藝流程中，可以循環(huán)使用的物質(zhì)有。8(2015·武漢模擬)工業(yè)上回收利用某合金廢料(主要含F(xiàn)e、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活潑金屬)的工藝流程如下：(1) 金屬M為，操作1為。(2) 加入H2O2的作用是(用離子方程式表示)，加入氨水的作用是 。(3) 充分焙燒的化學(xué)方程式為 。(4) 已知Li2CO3微溶于水，其飽和溶液的濃度與溫度關(guān)系見下表。操作2中，蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾，其原因是，90 時Ksp(Li2CO3)的值為。溫度/10306090濃度/mol·L-10.210.170.140.10(5) 用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰，陽極生成兩種氣體，則陽極的電極反應(yīng)式為?！局饔^題綜合訓(xùn)練答案】無機(jī)綜合及工藝流程1(1) +3B4+2H+5H2O4H3BO33Mg+B2O32B+3MgOB2O3(2) H3BO3+H2OB(OH)4-+H+H3BO3+OH-B(OH)4-(3) 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2(4) 堿式99%【解析】 (1) 硼砂的化學(xué)式為Na2B4O7·10H2O，鈉元素化合價為+1價，氧元素化合價-2價，依據(jù)化合價代數(shù)和為0計算得到硼元素化合價為+3價；用H2SO4調(diào)pH至23，硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ，反應(yīng)的離子方程式為B4+2H+5H2O4H3BO3；X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物B2O3，鎂和B2O3反應(yīng)生成氧化鎂和硼，反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Mg+B2O32B+3MgO，反應(yīng)中元素化合價降低的作氧化劑，硼元素化合價由+3價變化為0價，則B2O3作氧化劑。(2) 硼酸是一種一元弱酸，它與水作用時結(jié)合水電離的OH-而釋放出水電離的H+，據(jù)此書寫離子方程式為H3BO3+H2OB(OH)4-+H+；硼酸是一元弱酸，與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基硼酸根，反應(yīng)的離子方程式為H3BO3+OH-B(OH)4-。(3) MgCl2·7H2O需要在HCl氛圍中加熱，是為了防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂。(4) H2S2O3為弱酸，Na2S2O3溶液顯堿性，據(jù)此選擇滴定管應(yīng)為堿式滴定管；硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.30 mol·L-1×0.018 L=0.005 4 mol，根據(jù)關(guān)系式：BBI3I23S2，n(B)=n(S2)=0.001 8 mol，硼的質(zhì)量為11 g·mol-1×0.001 8 mol=0.019 8 g，粗硼中硼的含量為×100%=99%。2(1) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O(2) 輕輕擠壓膠頭滴管，使少量水進(jìn)入燒瓶，然后打開止水夾KNH3+H2ONH3·H2ON+OH-(3) 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O吸收氨氣中混有的水蒸氣，防止干擾產(chǎn)物水的測定. (1) 0.1+a(2) (0.5a-0.02)×22.4. (1) 2CuS+3O22CuO+2SO2(2) BCD【解析】 .(1) 在加熱條件下，氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水。(2) NH3極易溶解于水，1體積水溶解700體積氨氣，擠出膠頭滴管中的水，然后打開止水夾K，由于氨氣迅速溶解在擠出膠頭滴管的水中，導(dǎo)致燒瓶內(nèi)氣體壓強迅速減小，使溶液進(jìn)入燒瓶產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象。氨氣和水反應(yīng)生成一水合氨，一水合氨電離出銨根離子和氫氧根離子，溶液呈堿性，酚酞試液遇堿變紅色。(3) 黑色CuO變?yōu)榧t色，紅色是銅，所以生成物含有銅；白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色，說明生成物含有水；同時生成一種無色氣體，該氣體無污染，所以該氣體是氮氣。堿石灰是干燥劑，能吸收水蒸氣，防止干擾產(chǎn)物水的測定。氨氣是刺激性氣體，所以不能排入空氣中，應(yīng)有尾氣處理裝置，氨氣極易溶于水，應(yīng)注意防倒吸。. (1) 3.2 g Cu的物質(zhì)的量n(Cu)=0.05 mol，Cu(NO3)2 Cu2+2NHNO3H+N0.05 mol0.1 mol a mola mol則此時溶液中含有N的物質(zhì)的量為(0.1+a) mol。(2) 濃硝酸與銅反應(yīng)生成NO2，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，硝酸的濃度逐漸降低，則生成NO，反應(yīng)后溶液中硝酸過量，n(N)=(0.1+a) mol，加入HNO3的物質(zhì)的量n(HNO3)=0.24 mol，設(shè)混合氣體中NO為x mol、NO2為y mol，由N元素守恒可知，x+y=0.24-(0.1+a)根據(jù)得失電子守恒可得，3x+y=2×0.05解得：x=0.5a-0.02NO的體積為(0.5a-0.02)×22.4 L。. (1) 根據(jù)反應(yīng)判斷：2Cu+O22CuO固體質(zhì)量增加、Cu2S+O22CuO+SO2 固體質(zhì)量不變、2CuS+3O22CuO+2SO2 固體質(zhì)量減少，則一定存在2CuS+3O22CuO+2SO2。(2) 固體甲加入稀鹽酸后得到藍(lán)色溶液，說明固體甲的成分中CuO和Cu2O至少有一種。因題給“固體乙稱取2.00 g，氧氣流中煅燒、冷卻、稱量至恒重，得固體丙1.84 g”，即固體實際變輕了，說明必有CuS，還要有其他物質(zhì)。討論：若有Cu2O，Cu2S可有可無；若無Cu2O，必有Cu2S，經(jīng)以上分析，對于固體甲的成分的判斷正確的是B、C、D。3(1) SO2+MnO2MnSO4(2) 2Fe2+MnO2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O(3) 4.7pH<8.3(4) 吸附時間、金屬離子半徑、金屬離子所帶電荷(任寫兩點)(5) Pb2+、Ca2+(6) Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+【解析】 (1) 低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2，通入SO2浸出液的pH<2，其中的金屬離子主要是Mn2+，則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2MnSO4。(2) 雜質(zhì)離子中只有Fe2+具有還原性，可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+MnO2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O。(3) 雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+，從圖表可以看出，大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去，小于8.3是防止Mn2+也沉淀，所以只要調(diào)節(jié)pH值在4.78.3之間即可。(4) 圖中離子從上至下，半徑有減小趨勢，對應(yīng)的吸附率減??；隨著時間的遞增，所有離子的吸附率均增大；另外Fe3+和Al3+所帶電荷數(shù)大，其吸附率低。(5) 從吸附率的圖可以看出，Ca2+、Pb2+的吸附率較高。(6) 電解MnSO4、ZnSO4和H2SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn，陽極上是發(fā)生氧化反應(yīng)，元素化合價升高，為MnSO4失電子生成MnO2，陽極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+。4(1) Fe2+和Mn2+Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)(2) 置換反應(yīng)鎳(3) 取少量最后一次洗滌濾液于試管中，滴入12滴鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈(4) 1【解析】 (1) 根據(jù)題意，Ni()不能被氧化，反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是Fe2+和Mn2+，反應(yīng)的離子方程式為Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+、2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+；加高錳酸鉀溶液前，若pH較低，鐵離子和錳離子不能生成沉淀，從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)。(2) 反應(yīng)為鋅與鎳離子反應(yīng)得到鋅離子和鎳，反應(yīng)類型為置換反應(yīng)；得到的濾渣中，除了過量的鋅外還有金屬鎳。(3) 由于溶液中硫酸根離子屬于雜質(zhì)離子，因此可以檢驗洗滌濾液中是否存在硫酸根離子，操作為：取少量最后一次洗滌濾液于試管中，滴入12滴稀鹽酸，再滴入氯化鋇溶液，若無白色沉淀生成，則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。(4) 根據(jù)關(guān)系式ZnCO3·xZn(OH)2 (x+1)ZnO125+99x81(x+1)11.2 g8.1 g解得：x=15(1) A(2) 2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2+2Mn2+4H2O(3) Fe3+可加催化Cu2S被MnO2氧化(4) CuO或Cu(OH)2加熱(5) Mn2+HC+NH3MnCO3+N(6) (NH4)2SO4【解析】 輝銅礦的主要成分為Cu2S，含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì)，加入稀硫酸和二氧化錳浸取，過濾得到濾渣為MnO2、SiO2、單質(zhì)S，濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+，調(diào)節(jié)溶液pH除去鐵離子，加入碳酸氫銨溶液沉淀錳，過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用，得到堿式碳酸銅。(1) 酸浸時，通過粉碎礦石或者升高溫度或者進(jìn)行攪拌等都可以提高浸取速率，延長浸取時間并不能提高速率。(2) “浸取”時：在酸性條件下MnO2氧化Cu2S得到硫單質(zhì)、CuSO4和MnSO4，其反應(yīng)的離子方程式是2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2+2Mn2+4H2O。(3) 浸取時氧化鐵與稀硫酸生成硫酸鐵和水，若先除鐵再浸取，浸取速率明顯變慢，F(xiàn)e3+可催化Cu2S被MnO2氧化。(4) 加入的試劑A應(yīng)用于調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)鐵離子的水解，但不能引入雜質(zhì)，因最后要制備堿式碳酸銅，則可加入氧化銅、氫氧化銅等；因氨氣易揮發(fā)，加熱可促進(jìn)揮發(fā)，則可用加熱的方法趕氨。(5) “沉錳”(除Mn2+)過程中，加入碳酸氫銨和氨氣，生成碳酸錳沉淀，反應(yīng)的離子方程式為Mn2+HC+NH3MnCO3+N。(6) 濾液主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌得到硫酸銨晶體。6(1) FeS+Cu2+CuS+Fe2+(2) 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O除去Fe3+用試管取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則Fe3+已除凈(3) 增大NiSO4的濃度，利于蒸發(fā)結(jié)晶(或富集NiSO4)(4) 溶液表面形成晶體薄膜(或者有少量晶體析出)d重結(jié)晶【解析】 (1) FeS除去Cu2+的反應(yīng)是沉淀的轉(zhuǎn)化，即FeS+Cu2+CuS+Fe2+。(2) 對濾液中加H2O2的目的是將Fe2+氧化Fe3+，加入H2O2的離子方程式為2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。調(diào)濾液pH的目的是除去Fe3+。檢驗Fe3+是否除盡的操作和現(xiàn)象：用試管取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，若溶液不變紅色，則Fe3+已除凈。(3) NiSO4與Na2CO3反應(yīng)生成NiCO3沉淀，而后過濾，再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4，這樣可提高NiSO4的濃度，有利于蒸發(fā)結(jié)晶。(4) 在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時，當(dāng)少量晶體析出時或溶液表面形成晶體薄膜時，停止加熱。為了提高產(chǎn)率，過濾后得到的母液要循環(huán)使用，應(yīng)該回流到流程d中循環(huán)使用。產(chǎn)品的純度不夠需要重新溶解、濃縮、結(jié)晶析出得到較純凈的晶體，實驗操作為重結(jié)晶。7(1) ad(2) 陰Cu2+2Fe2+Cu+2Fe3+(3) 1.0×10-142.0×10-14 mol·L-1(4) 加入有機(jī)萃取劑(5) 硫酸(6) 硫酸和有機(jī)萃取劑【解析】 電鍍污泥主要成分為Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土加硫酸溶解、過濾，濾液中含有Cu2+、Ni2+、Fe2+、Al3+，電解，銅離子在陰極得電子生成Cu，亞鐵離子在陽極失電子生成Fe3+，過濾，濾液中含有Ni2+、Fe3+、Al3+，再加磷酸鈉，生成FePO4、AlPO4沉淀，過濾，濾液為含有Ni2+的溶液，加有機(jī)萃取劑萃取、分液，有機(jī)層中加硫酸，分液，水層中為NiSO4。(1) 若要提高浸出速率可以增大反應(yīng)物的濃度，即增大硫酸的濃度，或者升高溫度。(2) 銅離子得電子生成Cu，即電解過程中銅粉在陰極生成；陰極上銅離子得電子生成Cu，陽極上Fe2+失電子生成Fe3+，則電解方程式為Cu2+2Fe2+Cu+2Fe3+。(3) 步驟應(yīng)該控制溶液中P的濃度，使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀，而Ni2+不生成沉淀，若沒有Ni3(PO4)2沉淀生成，則KspNi3(PO4)2=c3(Ni2+)·c2(P)=(0.1)3×c2(P)=4.0×10-31，所以c(P)=2.0×10-14 mol·L-1；若使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀，F(xiàn)ePO4的Ksp小先沉淀，Al3+完全沉淀時Fe3+也完全沉淀，Ksp(AlPO4)=c(Al3+)·c(P)=(10-5)×c(P)=1.0×10-19，所以c(P)=1.0×10-14 mol·L-1，即當(dāng)c(P)=1.0×10-14 mol·L-1時Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀；所以溶液中c(P)的范圍為1.0×10-142.0×10-14 mol·L-1。(4) 已知存在平衡：NiSO4(水層)+2(HA)2(有機(jī)層)Ni(HA2)2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)，增大反應(yīng)物的濃度，平衡正向移動，所以為促使上述平衡向正反應(yīng)方向移動應(yīng)該加入有機(jī)萃取劑。(5) 步驟中作為反萃取劑，即平衡NiSO4(水層)+2(HA)2(有機(jī)層)Ni(HA2)2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)逆向移動，則增大生成物的濃度，所以加入硫酸作反萃取劑。(6) 步驟中加有機(jī)萃取劑，分液，水層中含有硫酸，步驟中加硫酸作為反萃取劑，分液有機(jī)層為有機(jī)萃取劑，則硫酸和有機(jī)萃取劑可以循環(huán)使用。8(1) Cu過濾(2) 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O調(diào)節(jié)溶液的pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀(3) 4(CoC2O4·2H2O)+3O22Co2O3+8H2O+8CO2(4) 減少Li2CO3的溶解損失4.0×10-3(5) 2C-4e-O2+2CO2【解析】 合金廢料(主要含F(xiàn)e、Cu、Co、Li等，已知Co、Fe都是中等活潑金屬)加入鹽酸過濾得到金屬M為不與鹽酸反應(yīng)的銅，浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH，使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀，通過操作1過濾得到的溶液A中加入草酸銨溶液沉淀鈷離子，過濾得到溶液B，溶液B主要是鋰離子的溶液，加入碳酸鈉沉淀鋰離子，過濾得到碳酸鋰，CoC2O4·2H2O在足量空氣中煅燒得到氧化鈷。(1) 上述分析判斷金屬M為Cu，操作1為過濾操作。(2) 加入H2O2的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O；加入氨水的作用是調(diào)節(jié)溶液pH，使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。(3) CoC2O4·2H2O 焙燒生成Co2O3、CO2和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為4(CoC2O4·2H2O)+3O22Co2O3+8H2O+8CO2。(4) Li2CO3微溶于水，溶解度隨溫度升高而降低，為減少Li2CO3的溶解損失，蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾；90 時c(Li2CO3)=0.10 mol·L-1，則c(Li+)=0.20 mol·L-1，c(C)=0.10 mol·L-1，則Ksp(Li2CO3)=0.20×0.20×0.10=4.0×10-3。(5) 用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰，陽極生成兩種氣體，應(yīng)為二氧化碳和氧氣，電極反應(yīng)式為2C-4e-O2+2CO2。