高中化学试题解析98

高中化学试题解析98

1、(2023·湖南，9)处理某铜冶金污水(含Cu2＋、Fe3＋、Zn2＋、Al3＋)的部分流程如下：

已知：溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

Ksp(CuS)＝6.4×10－36，Ksp(ZnS)＝1.6×10－24。

下列说法错误的是(　　)

D．“出水”经阴离子交换树脂软化处理后，可用作工业冷却循环用水

答案：D。

分析：

加入石灰乳将pH调至4，结合表中的数据知，氢氧化铁全部沉淀，而氢氧化铝部分沉淀，沉渣Ⅰ的主要成分是氢氧化铁和氢氧化铝。

加入硫化钠沉淀铜离子和锌离子，沉渣Ⅱ的主要成分是CuS和ZnS，此时同时存在硫化铜和硫化锌的溶解平衡，则有：

最后的出水中除阴离子外，还含有大量的钠离子Na+和钙离子Ca2+，只经过阴离子交换树脂软化处理，不能除去阳离子，不可用作工业冷却循环水。

硫化钠电离出的硫离子水解，会使溶液呈碱性：

3．钴的氧化物常用于制取催化剂和颜料等。以含钴废料(含Co2O3和少量Fe、Al、Mn、Ca、Mg等的氧化物及活性炭)为原料制取钴的氧化物的流程如下。

已知：萃取时发生的反应为

该工艺中设计萃取、反萃取的目的是________。

Co2＋萃取率随pH升高先增大后减小的可能原因是_________。 

答案：

(2)0.01

pH偏低，氢离子浓度过大导致氟离子和氢离子结合成HF分子

萃取率下降

分析：

目的是制取钴的氧化物，原料是含钴的废料，主要成分是三氧化二钴和少量Fe、Al、Mn、Ca、Mg的氧化物及活性炭。

其流程原理是：将废料在空气中焙烧除去活性炭，用盐酸溶解时，同时加入亚硫酸钠，将+3价Co还原为+2价Co，其它金属氧化物转化为对应的金属阳离子，加入氯酸钠将亚铁离子氧化成铁离子，同时加入碳酸钠调pH沉淀铁离子和铝离子，再加氟化氨并调节pH沉淀镁离子、钙离子，用萃取剂萃取出钴离子，再用硫酸反萃取出钴离子，这样提取出钴离子并将其富集。 

氯酸钠有强氧化性，可将浸取液中的亚铁离子氧化成铁离子，同时被还原为氯离子：

除Ca、Mg时，从氟化钙、氟化镁的溶度积数据可知氟化钙的溶解度相对较大，将其完全沉淀的氟离子浓度至少为：

从HF的电离常数知，如果氢离子浓度过大，则会生成HF。

萃取时存在化学平衡，可以用平衡移动原理来分析pH对钴离子萃取率的影响，钴离子在pH过大时会生成氢氧化钴沉淀。

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