镍氢电池是一种新型绿色电池，利用废旧镍氢电池的金属电极芯[主要成分为Ni（OH）2、Co（OH）2及少量铁、铝的氧化物等]生产硫酸镍、碳酸钴的工艺流程如图。
已知：部分金属阳离子以氢氧化物的形式沉淀时溶液的pH见表：
| 金属阳离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Ni2+ | Co2+ |
| 开始沉淀时pH | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 6.2 | 7.15 |
| 完全沉淀时pH（金属阳离子浓度＜10-5mol⋅L-1） | 9.0 | 3.2 | 4.7 | 9.2 | 9.15 |
（1）步骤①用稀硫酸浸取金属电极芯前，提高浸取率方法
适当增加硫酸浓度，将电极芯粉碎
适当增加硫酸浓度，将电极芯粉碎
（写两种）。（2）沉淀A的主要成分
Al（OH）3、Fe（OH）3
Al（OH）3、Fe（OH）3
步骤②调pH的范围为 4.7≤pH＜6.2
4.7≤pH＜6.2
。（3）将“母液1”的pH调至3～4，再加入NaClO，NaClO的作用是
将Co2+氧化为Co3+，从而使其容易形成沉淀，与母液分离
将Co2+氧化为Co3+，从而使其容易形成沉淀，与母液分离
。（4）步骤④离子方程式
4H++H2O2+2Co（OH）3=2Co2++O2+6H2O
4H++H2O2+2Co（OH）3=2Co2++O2+6H2O
，若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液也能达到目的，从环保角度分析不采用盐酸的原因：实验过程中会生成氯气，污染环境
实验过程中会生成氯气，污染环境
。（5）步骤⑤中“母液3”与NaHCO3溶液反应的离子方程式为
Co2++2=CoCO3↓+H2O+CO2↑
HCO
-
3
Co2++2=CoCO3↓+H2O+CO2↑
。HCO
-
3
【考点】制备实验方案的设计．
【答案】适当增加硫酸浓度，将电极芯粉碎；Al（OH）3、Fe（OH）3；4.7≤pH＜6.2；将Co2+氧化为Co3+，从而使其容易形成沉淀，与母液分离；4H++H2O2+2Co（OH）3=2Co2++O2+6H2O；实验过程中会生成氯气，污染环境；Co2++2=CoCO3↓+H2O+CO2↑
HCO
-
3
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：6引用：2难度：0.4
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
