《高三一轮化学三维设计》跟踪检测（二十八）题型研究——“无机化工流程题”解题指导

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跟踪检测（二十八）题型研究——“无机化工流程题”解

题指导

1．醋酸镍 [(CH3COO)2Ni] 是一种重要的化工原料。一种以含镍废料 (含

NiS 、Al 2O3、FeO、CaO、SiO2)为原料，制取醋酸镍的工艺流程如图：

相关离子生成氢氧化物的 pH 和相关物质的溶解性如下表：

金属离子开始沉淀的 pH 沉淀完全的 pH 物质 20 ℃时溶解性

(H2O)

Fe3＋1.1 3.2 CaSO4微溶

Fe2＋5.8 8.8 NiF2可溶

Al3＋3.0 5.0 CaF2难溶

Ni2＋6.7 9.5 NiCO3Ksp＝9.60×10－6

(1)调节 pH 步骤中，溶液 pH 的调节范围是____________。

(2)滤渣 1和滤渣 3主要成分的化学式分别是________、________。

(3)写出氧化步骤中加入 H2O2发生反应的离子方程式：_______________________。

(4)酸浸过程中，1 mol NiS 失去 6NA个电子，同时生成两种无色有毒气体。写出该反应

的化学方程式：_________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(5)沉镍过程中，若 c(Ni2＋)＝2.0 mol·L－1，欲使 100 mL 该滤液中的 Ni2＋沉淀完全

[c(Ni2＋)≤10－5 mol·L－1]，则需要加入 Na2CO3固体的质量最少为________ g。(保留小

数点后 1位有效数字)

(6)保持其他条件不变，在不同温度下对含镍废料进行酸浸，镍浸出率随时间变化如图。

酸浸的最佳温度与时间分别为________ ℃、________ min。

解析：(1)～(3)制取醋酸镍的工艺流程可解读为将含镍废料粉碎后加入 H2SO4和少量

HNO3进行酸浸，过滤后得到主要含 Ni2＋、Al3＋、Fe3＋(还可能含少量 Fe2＋、Ca2＋)的溶液和主

要含 SiO2、CaSO4的滤渣，弃去滤渣，向滤液中加入 H2O2将可能含有的 Fe2＋氧化为

Fe3＋，调节溶液 pH 为5.0≤pH＜6.7，使 Al3＋、Fe3＋转化为氢氧化物沉淀，再通过过滤除去，

向过滤所得的滤液 1中加入 NH4F除去滤液中的 Ca2＋，过滤后向滤液 2中加入 Na2CO3使

Ni2＋沉淀为 NiCO3，过滤后向 NiCO3中加入醋酸得到醋酸镍，再进一步蒸发、结晶、洗涤得

到醋酸镍产品。(4)由题意知，酸浸时 1 mol NiS 失去 6 mol 电子，S2－被氧化为 SO2，硝酸被

还原为 NO，根据得失电子守恒、原子守恒可写出反应的化学方程式。(5)Ni2＋沉淀完全时溶

液中 c(CO)＝＝＝0.96 mol·L－1，故需要加入 Na2CO3的质量最少为[0.96 mol·L－1×0.1

L＋(2.0 mol·L－1－10－5 mol·L－1)×0.1 L]×106 g·mol－1≈31.4 g。

答案：(1)5.0≤pH＜6.7　(2)SiO2、CaSO4　CaF2　

(3)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O　

(4)NiS＋H2SO4＋2HNO3===NiSO4＋SO2↑＋2NO↑＋2H2O　(5)31.4　(6)70　120

2．电石广泛应用于生产 PVC、维尼纶等，电石与水反应所得残渣——电石渣，主要含

Ca(OH)2、CaCO3及少量其他杂质。某工业电石渣的几种回收利用流程如下：

几种物质在水中的溶解度曲线如图所示。回答下列问题：

(1)常温氯化

①反应的化学方程式是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

②为提高 Cl2转化为 Ca(ClO)2的转化率，可行的措施有________(填字母)。

A．加热升高温度

B．适当减缓通入 Cl2的速率

C．充分搅拌浆料

D．加水使 Ca(OH)2完全溶解

③电石渣中的有害杂质 CN－与ClO－反应转化为两种无害的气体，每转化 1 mol CN－

至少需要消耗氧化剂 ClO－________ mol。

(2)75 ℃氯化

①生成氯酸钙中氯的化合价为________，氯化完成后过滤，滤渣的主要成分为_______

_____________________________________________________(填化学式)。

②氯酸钙能与 KCl 反应转化为氯酸钾的原因是_________________________________

________________________________________________________________________。

(3)有机反应

首先生成氯代乙醇，其结构简式为____________，氯代乙醇再与 Ca(OH)2反应生产环

氧乙烷。总反应的化学方程式是__________________________________________________。

解析： (1)①常温氯化， Cl2与Ca(OH)2发生反应得到漂白液。 ② 加热升高温度

Ca(OH)2的溶解度降低，则 Cl2的转化率也降低，A项不符合题意；适当减缓通入 Cl2的速

率，等效于增大 Ca(OH)2的浓度，Cl2的转化率增大，B项符合题意；充分搅拌浆料，能使

反应完全，Cl2的转化率增大，C项符合题意；加水使 Ca(OH)2完全溶解，不能改变 Cl2的

转化率，D项不符合题意。③根据题意，CN－与ClO－反应转化为 CO2和N2，CN－中C、N

分别为＋2价、－3价，1 mol CN－失去 5 mol 电子，而 ClO－转化为 Cl－，1 mol ClO－得到 2

mol 电子，根据得失电子守恒，则每转化 1 mol CN－至少需要消耗氧化剂 ClO－ 2.5 mol。

(2)①Ca(ClO3)2中Cl 的化合价为＋5价。氯化完成后过滤，得到的滤渣的主要成分为

CaCO3、Ca(OH)2。②根据题图知，75 ℃时氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙都小得

多，故氯酸钙与 KCl 能发生反应：Ca(ClO3)2＋2KCl=====CaCl2＋2KClO3↓。(3)氯代乙

醇为氯原子取代乙醇分子中乙基上的氢原子，根据“氯代乙醇再与 Ca(OH)2反应生产环氧

乙烷”，则氯原子应取代甲基上的氢原子，故氯代乙醇的结构简式为 ClCH2CH2OH，总反

应的化学方程式为 CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O。

答案：(1)①2Cl2＋2Ca(OH)2===CaCl2＋Ca(ClO)2＋2H2O　② BC　③ 2.5

(2)①＋5　CaCO3、Ca(OH)2　② 75 ℃时，氯酸钾的溶解度比氯酸钙、氯化钾、氯化钙

都小得多

(3)ClCH2CH2OH　CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O

3．实验室用卤块(主要成分为 MgCl2·6H2O，含有 MgSO4、FeCl2等杂质)制备少量

Mg(ClO3)2·6H2O的流程如图：

已知：①四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示：

②室温时一些物质的 Ksp 如表所示：

化学式 Fe(OH)2Fe(OH)3Mg(OH)2

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