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第54练 无机化工流程题的解题策略 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习
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这是一份第54练 无机化工流程题的解题策略 同步练习（含答案）-2025年高考化学一轮复习，共9页。试卷主要包含了高纯ZnO可用作电子元件材料，BaTiO3是一种压电材料等内容，欢迎下载使用。
已知：常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝2.1×10－16，Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×
10－38。
(1)“除铁”时，须将Fe2＋氧化为Fe3＋的原因是____________________。
(2)“除锰”反应的离子方程式为______________________________。其他条件不变时，eq \f(n投入KMnO4,n理论KMnO4)与锰去除率、溶液中锰含量的关系如图所示。eq \f(n投入KMnO4,n理论KMnO4)>2.5时，溶液中锰去除率下降，其原因是__________________________________________________________。
(3)为考查Zn粉用量对“除铅”过程中铅元素去除率的影响，设计若干对照实验组，这些实验组控制不变的因素有“除锰”滤液浓度与体积、反应温度、__________________________。
(4)写出以“ZnSO4溶液”为原料制备高纯ZnO的实验方案：________________________________[可选用的试剂：Na2CO3溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液、蒸馏水、稀盐酸、BaCl2溶液]。
2．(2023·盐城统考)有色冶金废渣中主要含有铜、镍、锌元素。其分离的部分工艺流程如图：
(1)“沉铜”中生成Cu2O的化学方程式为__________________________。
(2)“沉镍、锌”步骤中溶液中的Zn2＋、Ni2＋形成草酸盐沉淀。
已知：Ksp(NiC2O4)＝4.0×10－10，Ksp(ZnC2O4)＝3.0×10－8。若沉淀后上层清液中c(C2Oeq \\al(2－,4))＝0.05 ml·L－1，则eq \f(cNi2＋,cZn2＋)＝______________________________________________________。
(3)分离焙烧得到的NiO、ZnO混合物。已知NiO不溶于碱，ZnO的浸出率随pH的变化如图1所示，Zn(OH)2沉淀率随pH的变化如图2所示。具体步骤如下：
①向焙烧得到的氧化物混合物中，_____________________________________________，
得到氧化镍；
②_______________，得到氧化锌固体(实验中须使用的试剂：6 ml·L－1NaOH溶液、2 ml·
L－1H2SO4溶液、BaCl2溶液)。
(4)氧化锌晶体的一种晶胞是如图甲所示的立方晶胞，其中与Zn原子距离最近的Zn原子数目有_________个，请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图。
3．(2023·全国甲卷，26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_________________________________________。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为____________________________________________________________。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是____________(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸
c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？
__________________，其原因是_________________________________________。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为______________________。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2∶nCO＝__________________。
4．[2022·辽宁，16(1)(2)(3)(4)(5)(6)]某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为____________________________________________。
a．进一步粉碎矿石
b．鼓入适当过量的空气
c．降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为_______________________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②__________________。
(4)滤渣的主要成分为________________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(6)加入金属Bi的目的是_____________________________________________________。
5．以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图。
已知：①“浸取”时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋进入溶液；
②25 ℃时，Ksp(CuS )＝6.4×10－36，Ksp(ZnS )＝1.6×10－24；
③深度除杂标准：溶液中eq \f(n杂质离子,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋)))≤2.0×10－6。
(1)为提高锌浸出率，采取的措施是______________________________；“浸取”温度为30 ℃时，锌浸出率可达90.6%，继续升温浸出率反而下降，其原因为________________________________________________________________________。
(2)“操作a”的名称为____________________________________________________。
(3)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的Mn2＋转化为MnO2，离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)“深度除铜”时，锌的回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比eq \f(nCu2＋,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋)))表示]与(NH4)2S加入量[以eq \f(n实际用量,n理论用量)×100%表示]的关系曲线如图所示。
①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的原因是___________________________(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为________________________________________(已知[Zn(NH3)4]2＋的K稳＝eq \f(c{\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋},cZn2＋·c4NH3)＝2.9×109)。
②“深度除铜”时(NH4)2S加入量最好应选______(填字母)。
A．100% B．110% C．120% D．130%
(5)测定反萃取水相中Zn2＋的浓度：量取20.00 mL反萃取水相于锥形瓶中，用0.010 0 ml·
L－1 EDTA(乙二胺四乙酸钠Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(Zn2＋＋H2Y2－===ZnY2－＋2H＋)。重复实验三次，平均消耗标准溶液22.30 mL。则反萃取水相中Zn2＋的浓度为________(保留两位小数)。
第54练 无机化工流程题的解题策略
1．(1)Zn(OH)2与Fe(OH)2沉淀时pH相近，不易通过调pH分离Fe2＋和Zn2＋；Zn(OH)2与Fe(OH)3沉淀时pH相差较大，易于通过调pH分离Fe3＋和Zn2＋
(2)3Mn2＋＋2MnOeq \\al(－,4)＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 过量的KMnO4进入溶液
(3)反应时间、搅拌速率
(4)在搅拌下向ZnSO4溶液中缓慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液；当向上层清液中继续滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再产生沉淀时，过滤，所得滤渣用蒸馏水洗涤，直至最后一次洗涤滤液加入稀盐酸和BaCl2溶液后不再产生浑浊，将所得沉淀烘干后灼烧至恒重
解析 以次氧化锌酸浸液(主要含有Zn2＋、SOeq \\al(2－,4)，还含有Fe3＋、Fe2＋、Mn2＋、Pb2＋等)为原料制备高纯ZnO，向酸浸液中加入H2O2溶液，将Fe2＋氧化为Fe3＋，该过程中溶液pH上升将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，过滤向滤液中加入高锰酸钾溶液将Mn2＋转化为MnO2除去，过滤后向滤液中加入Zn粉将Pb2＋转化为Pb除去，得到硫酸锌溶液，硫酸锌溶液经过一系列操作得到高纯ZnO，以此解答。
2．(1)2CuSO4＋NaHSO3＋2H2O===Cu2O↓＋NaHSO4＋2H2SO4
(2)1.33×10－2 (3)①加入使用6 ml·L－1的NaOH溶液和2 ml·L－1的H2SO4溶液配制的pH＝12的NaOH溶液，过滤 ②使用2 ml·L－1H2SO4溶液调滤液pH＝8.5，沉淀Zn(OH)2，过滤，焙烧 (4)12
解析 有色冶金废渣中主要含有铜、镍、锌元素，首先加入H2SO4溶解，使得铜、镍、锌生成对应离子，加入NaHSO3，可与铜离子发生氧化还原反应生成Cu2O；然后加入(NH4)2C2O4，沉淀镍和锌，最后焙烧得到ZnO和NiO，据此分析解题。(2)若沉淀后上层清液中c(C2Oeq \\al(2－,4))＝0.05 ml·L－1，则eq \f(cNi2＋,cZn2＋)＝eq \f(\f(KspNiC2O4,cC2O\\al(2－,4)),\f(KspZnC2O4,cC2O\\al(2－,4)))＝eq \f(KspNiC2O4,KspZnC2O4)＝eq \f(4.0×10－10,3.0×10－8)≈1.33×10－2。(3)①已知NiO不溶于碱，根据图1可知，pH＝12时，ZnO浸出率最高，先使用6 ml·L－1NaOH溶液和2 ml·L－1H2SO4溶液配制pH＝12的NaOH溶液，然后加入得到的氧化物混合物中，过滤得到氧化镍。(4)根据ZnO的晶胞结构，Zn原子位于顶角和面心，以上底面顶角Zn原子为研究对象，在一个晶胞中与该Zn原子距离最近的Zn原子数有3个，通过该平面可以形成4个晶胞，故在晶胞中与Zn原子距离最近的Zn原子数共有12个。
3．(1)做还原剂，将BaSO4还原 (2)S2－＋Ca2＋===CaS↓ (3)c (4)不可行 CaS也会与盐酸反应生成有毒气体和可溶于水的CaCl2，影响产品纯度 (5)BaCl2＋TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋H2O===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl (6)1∶1
解析 由流程和题中信息可知，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中含碳粉和CaS，滤液中有BaCl2和BaS；滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体，溶于水后，加入TiCl4和(NH4)2C2O4将钡离子充分沉淀得到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3。(3)浸取后滤液中主要为BaCl2和BaS，为不引入杂质，“酸化”步骤应选用盐酸。(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为BaTiO(C2O4)2eq \(=====,\s\up7(△))BaTiO3＋2CO2↑＋2CO↑，因此，产生的nCO2∶nCO ＝1∶1。
4．(1)ab (2)2Bi2S3＋9O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Bi2O3＋6SO2 (3)抑制金属离子水解 (4)SiO2 (5)Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O (6)将Fe3＋转化为Fe2＋
解析 (1)联合焙烧时，进一步粉碎矿石，可以增大矿石与空气的接触面积，能够提高焙烧效率，选项a符合题意；鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应，选项b符合题意；降低焙烧温度，反应速率减慢，不利于提高焙烧效率，选项c不符合题意。(6)由已知信息③知，调pH＝2.6时，Fe3＋会水解生成Fe(OH)3沉淀，但Fe2＋还没开始沉淀，故要将Fe3＋转化为Fe2＋，在调pH后获得含FeCl2的滤液，为了不引入新的杂质，加入Bi作还原剂。
5．(1)将废锌催化剂粉碎 温度升高，NH3挥发，使生成的[Zn(NH3)4]2＋减少 (2)分液
(3)Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===MnO2↓＋2NHeq \\al(＋,4)＋2H2O (4)①[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓＋4NH3
2．16×1014 ②C (5)0.01 ml·L－1
解析 废锌催化剂主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2，加入过量NH3-NH4Cl溶液，生成[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋，同时生成Fe(OH)3、Mn(OH)2等，SiO2不溶解，过滤一起除去，再向滤液中加入H2O2溶液，进行深度除锰，反应的离子方程式为Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===MnO2↓＋2NHeq \\al(＋,4)＋2H2O，再加入(NH4)2S，进行深度除铜，反应的离子方程式为[Cu(NH3)4]2＋＋S2－===CuS↓＋4NH3，过滤，除去MnO2和CuS，向滤液中加入萃取剂，使锌进入有机萃取剂中，分液后，再向有机萃取剂中加入硫酸进行反萃取，得到硫酸锌溶液，然后进行电解，得到锌。(4)①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的可能原因是[Zn(NH3)4]2＋与S2－结合生成了硫化锌，离子方程式为[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓ ＋4NH3 ，该反应的平衡常数为K＝eq \f(c4NH3,c{[ZnNH34]2＋}·cS2－)＝eq \f(c4NH3·cZn2＋,c{[ZnNH34]2＋})·eq \f(1,cS2－·cZn2＋)＝eq \f(1,K稳)×eq \f(1,KspZnS)＝eq \f(1,2.9×109)×eq \f(1,1.6×10－24)≈2.16×1014。②当(NH4)2S加入量为120%时，铜锌比约为2.0×10－6，达到深度除铜标准，继续加大(NH4)2S加入量会导致锌的回收率下降且不经济，故选C。(5)由滴定原理：Zn2＋＋H2Y2－===ZnY2－＋2H＋，n(Zn2＋)＝n(H2Y2－)＝0.010 0 ml·L－1
×22.30×10－3 L＝2.23×10－4 ml，反萃取水相中Zn2＋的浓度为eq \f(2.23×10－4 ml,20.00×10－3 L)≈0.01 ml·L－1。
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2＋
6.5
8.3
Fe3＋
1.6
2.8
Mn2＋
8.1
10.1
已知：常温下，Ksp[Zn(OH)2]＝2.1×10－16，Ksp[Fe(OH)2]＝8.0×10－16，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×
10－38。
(1)“除铁”时，须将Fe2＋氧化为Fe3＋的原因是____________________。
(2)“除锰”反应的离子方程式为______________________________。其他条件不变时，eq \f(n投入KMnO4,n理论KMnO4)与锰去除率、溶液中锰含量的关系如图所示。eq \f(n投入KMnO4,n理论KMnO4)>2.5时，溶液中锰去除率下降，其原因是__________________________________________________________。
(3)为考查Zn粉用量对“除铅”过程中铅元素去除率的影响，设计若干对照实验组，这些实验组控制不变的因素有“除锰”滤液浓度与体积、反应温度、__________________________。
(4)写出以“ZnSO4溶液”为原料制备高纯ZnO的实验方案：________________________________[可选用的试剂：Na2CO3溶液、氨水-NH4HCO3混合溶液、蒸馏水、稀盐酸、BaCl2溶液]。
2．(2023·盐城统考)有色冶金废渣中主要含有铜、镍、锌元素。其分离的部分工艺流程如图：
(1)“沉铜”中生成Cu2O的化学方程式为__________________________。
(2)“沉镍、锌”步骤中溶液中的Zn2＋、Ni2＋形成草酸盐沉淀。
已知：Ksp(NiC2O4)＝4.0×10－10，Ksp(ZnC2O4)＝3.0×10－8。若沉淀后上层清液中c(C2Oeq \\al(2－,4))＝0.05 ml·L－1，则eq \f(cNi2＋,cZn2＋)＝______________________________________________________。
(3)分离焙烧得到的NiO、ZnO混合物。已知NiO不溶于碱，ZnO的浸出率随pH的变化如图1所示，Zn(OH)2沉淀率随pH的变化如图2所示。具体步骤如下：
①向焙烧得到的氧化物混合物中，_____________________________________________，
得到氧化镍；
②_______________，得到氧化锌固体(实验中须使用的试剂：6 ml·L－1NaOH溶液、2 ml·
L－1H2SO4溶液、BaCl2溶液)。
(4)氧化锌晶体的一种晶胞是如图甲所示的立方晶胞，其中与Zn原子距离最近的Zn原子数目有_________个，请在图乙中画出该晶胞沿z轴方向的平面投影图。
3．(2023·全国甲卷，26)BaTiO3是一种压电材料。以BaSO4为原料，采用下列路线可制备粉状BaTiO3。
回答下列问题：
(1)“焙烧”步骤中碳粉的主要作用是_________________________________________。
(2)“焙烧”后固体产物有BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS。“浸取”时主要反应的离子方程式为____________________________________________________________。
(3)“酸化”步骤应选用的酸是____________(填标号)。
a．稀硫酸 b．浓硫酸
c．盐酸 d．磷酸
(4)如果焙烧后的产物直接用酸浸取，是否可行？
__________________，其原因是_________________________________________。
(5)“沉淀”步骤中生成BaTiO(C2O4)2的化学方程式为______________________。
(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，产生的nCO2∶nCO＝__________________。
4．[2022·辽宁，16(1)(2)(3)(4)(5)(6)]某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3，含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl和MnSO4，工艺流程如下：
已知：①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3，FeS2转变为Fe2O3；
②金属活动性：Fe>(H)>Bi>Cu；
③相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下：
回答下列问题：
(1)为提高焙烧效率，可采取的措施为____________________________________________。
a．进一步粉碎矿石
b．鼓入适当过量的空气
c．降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3，反应的化学方程式为_______________________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为：①充分浸出Bi3＋和Mn2＋；②__________________。
(4)滤渣的主要成分为________________(填化学式)。
(5)生成气体A的离子方程式为________________________________________________
___________________________________________________________________________。
(6)加入金属Bi的目的是_____________________________________________________。
5．以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图。
已知：①“浸取”时，ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋进入溶液；
②25 ℃时，Ksp(CuS )＝6.4×10－36，Ksp(ZnS )＝1.6×10－24；
③深度除杂标准：溶液中eq \f(n杂质离子,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋)))≤2.0×10－6。
(1)为提高锌浸出率，采取的措施是______________________________；“浸取”温度为30 ℃时，锌浸出率可达90.6%，继续升温浸出率反而下降，其原因为________________________________________________________________________。
(2)“操作a”的名称为____________________________________________________。
(3)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的Mn2＋转化为MnO2，离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)“深度除铜”时，锌的回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比eq \f(nCu2＋,n\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋)))表示]与(NH4)2S加入量[以eq \f(n实际用量,n理论用量)×100%表示]的关系曲线如图所示。
①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的原因是___________________________(用离子方程式表示)，该反应的平衡常数为________________________________________(已知[Zn(NH3)4]2＋的K稳＝eq \f(c{\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\c1(ZnNH34))2＋},cZn2＋·c4NH3)＝2.9×109)。
②“深度除铜”时(NH4)2S加入量最好应选______(填字母)。
A．100% B．110% C．120% D．130%
(5)测定反萃取水相中Zn2＋的浓度：量取20.00 mL反萃取水相于锥形瓶中，用0.010 0 ml·
L－1 EDTA(乙二胺四乙酸钠Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(Zn2＋＋H2Y2－===ZnY2－＋2H＋)。重复实验三次，平均消耗标准溶液22.30 mL。则反萃取水相中Zn2＋的浓度为________(保留两位小数)。
第54练 无机化工流程题的解题策略
1．(1)Zn(OH)2与Fe(OH)2沉淀时pH相近，不易通过调pH分离Fe2＋和Zn2＋；Zn(OH)2与Fe(OH)3沉淀时pH相差较大，易于通过调pH分离Fe3＋和Zn2＋
(2)3Mn2＋＋2MnOeq \\al(－,4)＋2H2O===5MnO2↓＋4H＋ 过量的KMnO4进入溶液
(3)反应时间、搅拌速率
(4)在搅拌下向ZnSO4溶液中缓慢滴加氨水-NH4HCO3混合溶液；当向上层清液中继续滴加氨水-NH4HCO3溶液后不再产生沉淀时，过滤，所得滤渣用蒸馏水洗涤，直至最后一次洗涤滤液加入稀盐酸和BaCl2溶液后不再产生浑浊，将所得沉淀烘干后灼烧至恒重
解析 以次氧化锌酸浸液(主要含有Zn2＋、SOeq \\al(2－,4)，还含有Fe3＋、Fe2＋、Mn2＋、Pb2＋等)为原料制备高纯ZnO，向酸浸液中加入H2O2溶液，将Fe2＋氧化为Fe3＋，该过程中溶液pH上升将Fe3＋转化为Fe(OH)3沉淀除去，过滤向滤液中加入高锰酸钾溶液将Mn2＋转化为MnO2除去，过滤后向滤液中加入Zn粉将Pb2＋转化为Pb除去，得到硫酸锌溶液，硫酸锌溶液经过一系列操作得到高纯ZnO，以此解答。
2．(1)2CuSO4＋NaHSO3＋2H2O===Cu2O↓＋NaHSO4＋2H2SO4
(2)1.33×10－2 (3)①加入使用6 ml·L－1的NaOH溶液和2 ml·L－1的H2SO4溶液配制的pH＝12的NaOH溶液，过滤 ②使用2 ml·L－1H2SO4溶液调滤液pH＝8.5，沉淀Zn(OH)2，过滤，焙烧 (4)12
解析 有色冶金废渣中主要含有铜、镍、锌元素，首先加入H2SO4溶解，使得铜、镍、锌生成对应离子，加入NaHSO3，可与铜离子发生氧化还原反应生成Cu2O；然后加入(NH4)2C2O4，沉淀镍和锌，最后焙烧得到ZnO和NiO，据此分析解题。(2)若沉淀后上层清液中c(C2Oeq \\al(2－,4))＝0.05 ml·L－1，则eq \f(cNi2＋,cZn2＋)＝eq \f(\f(KspNiC2O4,cC2O\\al(2－,4)),\f(KspZnC2O4,cC2O\\al(2－,4)))＝eq \f(KspNiC2O4,KspZnC2O4)＝eq \f(4.0×10－10,3.0×10－8)≈1.33×10－2。(3)①已知NiO不溶于碱，根据图1可知，pH＝12时，ZnO浸出率最高，先使用6 ml·L－1NaOH溶液和2 ml·L－1H2SO4溶液配制pH＝12的NaOH溶液，然后加入得到的氧化物混合物中，过滤得到氧化镍。(4)根据ZnO的晶胞结构，Zn原子位于顶角和面心，以上底面顶角Zn原子为研究对象，在一个晶胞中与该Zn原子距离最近的Zn原子数有3个，通过该平面可以形成4个晶胞，故在晶胞中与Zn原子距离最近的Zn原子数共有12个。
3．(1)做还原剂，将BaSO4还原 (2)S2－＋Ca2＋===CaS↓ (3)c (4)不可行 CaS也会与盐酸反应生成有毒气体和可溶于水的CaCl2，影响产品纯度 (5)BaCl2＋TiCl4＋2(NH4)2C2O4＋H2O===BaTiO(C2O4)2↓＋4NH4Cl＋2HCl (6)1∶1
解析 由流程和题中信息可知，BaSO4与过量的碳粉及过量的氯化钙在高温下焙烧得到CO、BaCl2、易溶于水的BaS和微溶于水的CaS；烧渣经水浸取后过滤，滤渣中含碳粉和CaS，滤液中有BaCl2和BaS；滤液经酸化后浓缩结晶得到BaCl2晶体，溶于水后，加入TiCl4和(NH4)2C2O4将钡离子充分沉淀得到BaTiO(C2O4)2；BaTiO(C2O4)2经热分解得到BaTiO3。(3)浸取后滤液中主要为BaCl2和BaS，为不引入杂质，“酸化”步骤应选用盐酸。(6)“热分解”生成粉状钛酸钡，该反应的化学方程式为BaTiO(C2O4)2eq \(=====,\s\up7(△))BaTiO3＋2CO2↑＋2CO↑，因此，产生的nCO2∶nCO ＝1∶1。
4．(1)ab (2)2Bi2S3＋9O2eq \(=====,\s\up7(高温))2Bi2O3＋6SO2 (3)抑制金属离子水解 (4)SiO2 (5)Mn2O3＋6H＋＋2Cl－===2Mn2＋＋Cl2↑＋3H2O (6)将Fe3＋转化为Fe2＋
解析 (1)联合焙烧时，进一步粉碎矿石，可以增大矿石与空气的接触面积，能够提高焙烧效率，选项a符合题意；鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应，选项b符合题意；降低焙烧温度，反应速率减慢，不利于提高焙烧效率，选项c不符合题意。(6)由已知信息③知，调pH＝2.6时，Fe3＋会水解生成Fe(OH)3沉淀，但Fe2＋还没开始沉淀，故要将Fe3＋转化为Fe2＋，在调pH后获得含FeCl2的滤液，为了不引入新的杂质，加入Bi作还原剂。
5．(1)将废锌催化剂粉碎 温度升高，NH3挥发，使生成的[Zn(NH3)4]2＋减少 (2)分液
(3)Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===MnO2↓＋2NHeq \\al(＋,4)＋2H2O (4)①[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓＋4NH3
2．16×1014 ②C (5)0.01 ml·L－1
解析 废锌催化剂主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2，加入过量NH3-NH4Cl溶液，生成[Zn(NH3)4]2＋、[Cu(NH3)4]2＋，同时生成Fe(OH)3、Mn(OH)2等，SiO2不溶解，过滤一起除去，再向滤液中加入H2O2溶液，进行深度除锰，反应的离子方程式为Mn2＋＋2NH3·H2O＋H2O2===MnO2↓＋2NHeq \\al(＋,4)＋2H2O，再加入(NH4)2S，进行深度除铜，反应的离子方程式为[Cu(NH3)4]2＋＋S2－===CuS↓＋4NH3，过滤，除去MnO2和CuS，向滤液中加入萃取剂，使锌进入有机萃取剂中，分液后，再向有机萃取剂中加入硫酸进行反萃取，得到硫酸锌溶液，然后进行电解，得到锌。(4)①当(NH4)2S加入量≥100%时，锌的回收率下降的可能原因是[Zn(NH3)4]2＋与S2－结合生成了硫化锌，离子方程式为[Zn(NH3)4]2＋＋S2－===ZnS↓ ＋4NH3 ，该反应的平衡常数为K＝eq \f(c4NH3,c{[ZnNH34]2＋}·cS2－)＝eq \f(c4NH3·cZn2＋,c{[ZnNH34]2＋})·eq \f(1,cS2－·cZn2＋)＝eq \f(1,K稳)×eq \f(1,KspZnS)＝eq \f(1,2.9×109)×eq \f(1,1.6×10－24)≈2.16×1014。②当(NH4)2S加入量为120%时，铜锌比约为2.0×10－6，达到深度除铜标准，继续加大(NH4)2S加入量会导致锌的回收率下降且不经济，故选C。(5)由滴定原理：Zn2＋＋H2Y2－===ZnY2－＋2H＋，n(Zn2＋)＝n(H2Y2－)＝0.010 0 ml·L－1
×22.30×10－3 L＝2.23×10－4 ml，反萃取水相中Zn2＋的浓度为eq \f(2.23×10－4 ml,20.00×10－3 L)≈0.01 ml·L－1。
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2＋
6.5
8.3
Fe3＋
1.6
2.8
Mn2＋
8.1
10.1
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