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            • 1.
              锂离子电池的应用很广,其正极材料可再生利用\(\rm{.}\)某锂离子电池正极材料有钴酸锂\(\rm{(LiCoO_{2})}\)、导电剂乙炔黑和铝箔等\(\rm{.}\)充电时,该锂离子电池阴极发生的反应为\(\rm{6C+xLi^{+}+xe^{-}═Li_{x}C_{6}.}\)现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源\(\rm{(}\)部分条件未给出\(\rm{)}\).

              回答下列问题:
              \(\rm{(1)LiCoO_{2}}\)中,\(\rm{Co}\)元素的化合价为 ______ .
              \(\rm{(2)}\)写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式 ______ .
              \(\rm{(3)}\)“酸浸”一般在\(\rm{80℃}\)下进行,写出该步骤中发生的所有氧化还原反应的化学方程式 ______ ;可用盐酸代替\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)和\(\rm{H_{2}O_{2}}\)的混合液,但缺点是 ______ .
              \(\rm{(4)}\)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式 ______ .
              \(\rm{(5)}\)充放电过程中,发生\(\rm{LiCoO_{2}}\)与\(\rm{Li_{1-x}CoO_{2}}\)之间的转化,写出放电时电池反应方程式 ______ .
              \(\rm{(6)}\)上述工艺中,“放电处理”有利于锂在正极的回收,其原因是 ______ \(\rm{.}\)在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有 ______ \(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\).
            • 2. 用废铅蓄电池的铅泥\(\rm{(PbO}\)、\(\rm{Pb}\)及\(\rm{{PbS}O_{4}}\)等\(\rm{)}\)可制备精细无机化工产\(\rm{{-}3PbO{⋅}PbSO_{4}{⋅}H_{2}O}\) \(\rm{(}\)三盐\(\rm{)}\),主要制备流程如下:

              \(\rm{(1)}\)步骤\(\rm{{①}PbSO_{4}}\)转化为难溶\(\rm{{PbC}O_{3}}\)的离子方程式为______.
              \(\rm{(2)}\)滤液\(\rm{1}\)和滤液\(\rm{3}\)经脱色、蒸发、结晶可得到的副产品为______\(\rm{(}\)写化学式\(\rm{)}\).
              \(\rm{(3)}\)步骤\(\rm{{③}}\)酸溶时,其中的铅与硝酸生成\(\rm{Pb(NO_{3})_{2}}\)及\(\rm{NO}\)的离子方程式为______;滤液\(\rm{2}\)中溶质主要成分为______ \(\rm{(}\)写化学式\(\rm{)}\).
              \(\rm{(4)}\)步骤\(\rm{{⑥}}\)合成三盐的化学方程式为______.
              \(\rm{(5)}\)步骤\(\rm{{⑦}}\)洗涤操作时,检验沉淀是否洗涤完全的方法是______.
            • 3. 铝是重要的金属材料,铝土矿(主要成分是Al2O3和少量的SiO2、Fe2O3杂质)是工业上制取铝的原料.实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取Al2(SO43和铵明矾晶体[NH4Al(SO42•12H2O]的工艺流程如图所示:
              请回答下列问题:
              (1)固体a的化学式为 ______ ,Ⅲ中通入足量CO2气体发生反应的离子方程式为 ______
              (2)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为 ______ .从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为(填操作名称) ______ 、冷却结晶、过滤洗涤.
              (3)以1000kg含氧化铝36%的铝土矿为原料制取Al2(SO43,需消耗质量分数98%的硫酸(密度1.84g•cm-1______ L(计算结果请保留一位小数).
              (4)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量.若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为1:1,则投料时铝土矿中的Al2O3和H2SO4的物质的量之比为 ______
            • 4.
              铝是重要的金属材料,铝土矿\(\rm{(}\)主要成分是\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)和少量的\(\rm{SiO_{2}}\)、\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)杂质\(\rm{)}\)是工业上制取铝的原料\(\rm{.}\)实验室模拟工业上以铝土矿为原料制取\(\rm{Al_{2}(SO_{4})_{3}}\)和铵明矾晶体\(\rm{[NH_{4}Al(SO_{4})_{2}⋅12H_{2}O]}\)的工艺流程如图所示:
              请回答下列问题:
              \(\rm{(1)}\)固体\(\rm{a}\)的化学式为 ______ ,Ⅲ中通入足量\(\rm{CO_{2}}\)气体发生反应的离子方程式为 ______ .
              \(\rm{(2)}\)由Ⅴ制取铵明矾溶液的化学方程式为 ______ \(\rm{.}\)从铵明矾溶液中获得铵明矾晶体的实验操作依次为\(\rm{(}\)填操作名称\(\rm{)}\) ______ 、冷却结晶、过滤洗涤.
              \(\rm{(3)}\)以\(\rm{1000kg}\)含氧化铝\(\rm{36\%}\)的铝土矿为原料制取\(\rm{Al_{2}(SO_{4})_{3}}\),需消耗质量分数\(\rm{98\%}\)的硫酸\(\rm{(}\)密度\(\rm{1.84g⋅cm^{-1})}\) ______ \(\rm{L(}\)计算结果请保留一位小数\(\rm{)}\).
              \(\rm{(4)}\)若同时制取铵明矾和硫酸铝,通过控制硫酸的用量调节两种产品的产量\(\rm{.}\)若欲使制得的铵明矾和硫酸铝的物质的量之比为\(\rm{1}\):\(\rm{1}\),则投料时铝土矿中的\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)和\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)的物质的量之比为 ______ .
            • 5. 某回收废料中含\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)、\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)、\(\rm{Co_{2}O_{3}⋅CoO}\)多种金属氧化物,某 实验室科技人员欲将之分离并制备有关物质,设计流程如图所示:

              \(\rm{(1)}\)过程\(\rm{②}\)的离子方程式为 ______ .
              \(\rm{(2)}\)过程\(\rm{④}\)会产生有毒气体,反应的化学方程式为 ______ .
              \(\rm{(3)}\)过程\(\rm{⑥}\)用于制备绿色水处理剂,反应的离子方程式为 ______ .
              \(\rm{(4)}\)过程\(\rm{⑦}\)中碳酸钠溶液起的作用是 ______ .
              \(\rm{(5)CoO}\)溶于盐酸可得粉红色的\(\rm{CoCl_{2}}\)溶液\(\rm{.CoCl_{2}}\)含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水\(\rm{CoCl_{2}}\)吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水\(\rm{.}\)下表是粉红色的\(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)晶体受热分解时的情况:
              温度\(\rm{/℃}\) \(\rm{32}\) \(\rm{52}\) \(\rm{90}\) \(\rm{120}\)
              固体质量\(\rm{/g}\) \(\rm{①}\) \(\rm{83}\) \(\rm{74}\) \(\rm{65}\)
              固体物质化学式 \(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\) \(\rm{②}\) \(\rm{③}\) \(\rm{CoCl_{2}}\)
              认真分析以上数据,填写下列空白\(\rm{.③}\)物质的化学式是 ______ \(\rm{.}\)写出\(\rm{CoCl_{2}⋅6H_{2}O}\)晶体受热分解生成\(\rm{②}\)的化学方程式 ______ .
            • 6. 某工厂排放的工业废水中含\(\rm{Fe^{3+}}\)、\(\rm{Al^{3+}}\)、\(\rm{Cu^{2+}}\),工厂为了减少环境污染,变废为宝,利用废铁屑和其他化学试剂进行如下操作,得到了铁红、\(\rm{Al_{2}O_{3}}\)和金属\(\rm{Cu}\),回答下列问题:

              \(\rm{(1)}\)固体\(\rm{A}\)的成分为________。\(\rm{(}\)用化学式表示\(\rm{)}\)

              \(\rm{(2)}\)写出\(\rm{B→D}\)的离子方程式_______________________,该反应中氧化剂是________,\(\rm{2 mol Cl_{2}}\)参加反应转移电子____________\(\rm{mol}\)。

              \(\rm{(3) D→E}\)反应的离子方程式是_____________________。

            • 7.

              某科研小组设计出利用工业废酸\(\rm{(}\)稀\(\rm{H_{2}SO_{4})}\)来浸取某废弃的氧化铜锌矿的方案,实现废物综合利用,方案如图所示.

              已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的\(\rm{p}\)\(\rm{H}\)如下表所示.

              离子

              开始沉淀时的\(\rm{PH}\)

              完全沉淀时的\(\rm{PH}\)

              \(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\)

              \(\rm{6.34}\)

              \(\rm{9.7}\)

              \(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}^{3+}}\)

              \(\rm{1.48}\)

              \(\rm{3.2}\)

              \(\rm{Z}\)\(\rm{n}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\)

              \(\rm{6.2}\)

              \(\rm{8.0}\)

              请回答下列问题:
              \(\rm{(1)}\)在“酸浸”步骤中,为提高浸出速率,除通入空气“搅拌”外,还可采取的措施是______.
              \(\rm{(2)}\)氧化铜锌矿中含有少量的\(\rm{C}\) \(\rm{u}\)\(\rm{S}\)和\(\rm{Z}\) \(\rm{n}\)\(\rm{S}\),在\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)的作用下\(\rm{Z}\) \(\rm{n}\)\(\rm{S}\)可以溶解而\(\rm{C}\) \(\rm{u}\)\(\rm{S}\)不溶,则相同温度下:\(\rm{K}\) \(\rm{{\,\!}_{sp}}\)\(\rm{(C }\)\(\rm{u}\)\(\rm{S)}\)______\(\rm{ K}\) \(\rm{{\,\!}_{sp}}\)\(\rm{(Z }\)\(\rm{n}\)\(\rm{S)(}\)填“\(\rm{ > }\)”“\(\rm{ < }\)”或“\(\rm{=}\)”\(\rm{)}\).
              \(\rm{(3)}\)物质\(\rm{A}\)最好使用下列物质中的______\(\rm{.A.KM}\) \(\rm{n}\)\(\rm{O_{4}}\) B.空气\(\rm{C.HNO_{3}}\) D.\(\rm{N}\) \(\rm{a}\)\(\rm{C}\) \(\rm{l}\)\(\rm{O}\)
              \(\rm{(4)}\)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的\(\rm{PH}\),\(\rm{PH}\)应控制在______范围之间.
              \(\rm{(5)}\)物质\(\rm{B}\)可直接用作氮肥,则\(\rm{B}\)的化学式是______.
              \(\rm{(6)}\)除铁后得到的\(\rm{F}\) \(\rm{e}\)\(\rm{(OH)_{3}}\)可用\(\rm{KC}\) \(\rm{l}\)\(\rm{O}\)溶液在碱性环境将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂 \(\rm{K_{2}F}\) \(\rm{e}\)\(\rm{O_{4}}\),写出该反应的离子方程式______.
            • 8.

              锌是一种常用金属,镓\(\rm{(G}\)\(\rm{a}\)\(\rm{)}\)的化合物氮化镓\(\rm{(G}\)\(\rm{a}\)\(\rm{N)}\)是制造\(\rm{LED}\)的重要材料,被誉为第三代半导体材料.

              I.镓\(\rm{(G }\)\(\rm{a}\)\(\rm{)}\)是火法冶炼锌过程中的副产品,镓与铝同主族且相邻,化学性质与铝相似.
              \(\rm{⑴G}\) \(\rm{a}\)的原子结构示意图为______;

              \(\rm{⑵G}\)\(\rm{a}\)\(\rm{N}\)可由\(\rm{G}\)\(\rm{a}\)和\(\rm{NH_{3}}\)在高温条件下制取,该反应的化学方程式______.

              \(\rm{⑶}\)下列有关镓和镓的化合物的说法正确的是______

              A.常温下,\(\rm{G}\)\(\rm{a}\)可与水剧烈反应放出氢气

              B.一定条件下,\(\rm{G}\)\(\rm{a}\)可溶于盐酸和氢氧化钠

              C.一定条件下,\(\rm{G}\)\(\rm{a}\)\(\rm{{\,\!}_{2}O_{3}}\)可与\(\rm{N}\)\(\rm{a}\)\(\rm{OH}\)反应生成盐

              D.\(\rm{G}\)\(\rm{a}\)\(\rm{{\,\!}_{2}O_{3}}\)可由\(\rm{G}\)\(\rm{a}\)\(\rm{(OH)_{3}}\)受热分解得到

              \(\rm{II.}\)锌的冶炼方法有火法和湿法\(\rm{.}\)工业上利用锌焙砂\(\rm{(}\)主要含\(\rm{Z}\)\(\rm{n}\)\(\rm{O}\)、\(\rm{Z}\)\(\rm{n}\)\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}_{2}O_{4}}\),还含有少量\(\rm{C}\)\(\rm{a}\)\(\rm{O}\)、\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{O}\)、\(\rm{C}\)\(\rm{u}\)\(\rm{O}\)、\(\rm{N}\)\(\rm{i}\)\(\rm{O}\)等氧化物\(\rm{)}\)湿法制取金属锌的流程如图所示:

              已知:\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)的活泼性强于\(\rm{N}\)\(\rm{i}\)

              \(\rm{⑷Z}\)\(\rm{n}\)\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}_{2}O_{4}}\)可以写成\(\rm{Z}\)\(\rm{n}\)\(\rm{O⋅F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}_{2}O_{3}}\),\(\rm{Z}\)\(\rm{n}\)\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}_{2}O_{4}}\)与\(\rm{H_{2}SO_{4}}\)反应的化学方程式为______.

              \(\rm{⑸}\)净化\(\rm{I}\)操作分为两步:第一步是将溶液中少量的\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}^{2+}}\)氧化;第二步是控制溶液\(\rm{p}\)\(\rm{H}\),只使\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}^{3+}}\)转化为\(\rm{F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{(OH)_{3}}\)沉淀\(\rm{.}\)净化\(\rm{I}\)生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是______.

              \(\rm{⑹}\)净化\(\rm{II}\)中加入\(\rm{Z}\)\(\rm{n}\)的目的是______.

              \(\rm{⑺}\)常温下,净化\(\rm{I}\)中,如果要使\(\rm{c}\)\(\rm{(F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{{\,\!}^{3+}) < 10^{-5}}\) \(\rm{mol}\)\(\rm{/L}\),则应控制溶液\(\rm{p}\)\(\rm{H}\)的范围为______\(\rm{.}\)已知:\(\rm{K}\)\(\rm{{\,\!}_{sp}}\)\(\rm{[F}\)\(\rm{e}\)\(\rm{(OH)_{3}]=8.0×10^{-38}}\);\(\rm{\lg }\)\(\rm{5=0.7}\).

            • 9.

              工业上用某矿渣\(\rm{(}\)含有\(\rm{Cu_{2}O}\)、\(\rm{Al_{2}O_{3}}\),\(\rm{Fe_{2}O_{3}}\)、\(\rm{SiO_{2})}\)制取铜的操作流程如下:

              已知:\(\rm{Cu_{2}O+2H^{+}===Cu+Cu^{2+}+H_{2}O}\)

              \(\rm{(1)}\)实验操作Ⅰ的名称为_____;在空气中灼烧固体混合物\(\rm{D}\)时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有________\(\rm{(}\)填仪器名称\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(2)}\)滤液\(\rm{A}\)中铁元素的存在形式为_____\(\rm{(}\)填离子符号\(\rm{)}\),生成该离子的离子方程式为________________________,检验滤液\(\rm{A}\)中存在该离子的试剂为_________\(\rm{(}\)填试剂名称\(\rm{)}\)。

              \(\rm{(3)}\)金属\(\rm{E}\)与固体\(\rm{F}\)发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为___________________________。

              \(\rm{(4)}\)利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是______\(\rm{(}\)填代号\(\rm{)}\)。

              \(\rm{a.}\)电能全部转化为化学能

              \(\rm{b.}\)粗铜接电源正极,发生氧化反应

              \(\rm{c.}\)精铜作阴极,电解后电解液中\(\rm{Cu^{2+}}\)浓度减小

              \(\rm{d.}\)粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系

            • 10.

              镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由\(\rm{Ni(OH)_{2}}\)、碳粉和氧化铁等涂在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究,设计实验流程如下:

              已知:\(\rm{a.NiCl_{2}}\)易溶于水,\(\rm{Fe^{3+}}\)不能氧化\(\rm{Ni^{2+}}\)。

              \(\rm{b.}\)某温度下一些金属氢氧化物的\(\rm{K_{sp}}\)及开始沉淀和完全沉淀时的理论\(\rm{pH}\)如表所示:

              \(\rm{M(OH)_{n}}\)

              \(\rm{K_{sp}}\)

              \(\rm{pH}\)

              开始沉淀

              沉淀完全

              \(\rm{Al(OH)_{3}}\)

              \(\rm{1.9×10^{-33}}\)

              \(\rm{3.43}\)

              \(\rm{4.19}\)

              \(\rm{Fe(OH)_{3}}\)

              \(\rm{3.9×10^{-38}}\)

              \(\rm{2.53}\)

              \(\rm{2.94}\)

              \(\rm{Ni(OH)_{2}}\)

              \(\rm{1.6×10^{-14}}\)

              \(\rm{7.60}\)

              \(\rm{9.75}\)

              回答下列问题:

              \(\rm{(1)}\)根据表中数据判断步骤\(\rm{②}\)依次析出的沉淀Ⅱ________和沉淀Ⅲ________\(\rm{(}\)填化学式\(\rm{)}\),则\(\rm{pH_{1}}\)________\(\rm{pH_{2}(}\)填“\(\rm{ > }\)”、“\(\rm{=}\)”或“\(\rm{ < }\)”\(\rm{)}\),控制两种沉淀析出可利用________\(\rm{(}\)填序号\(\rm{)}\)。

              A.\(\rm{pH}\)试纸   \(\rm{B.}\)石蕊指示剂    \(\rm{C.pH}\)计

              \(\rm{(2)}\)已知溶解度:\(\rm{NiC_{2}O_{4} > NiC_{2}O_{4}·H_{2}O > NiC_{2}O_{4}·2H_{2}O}\),则步骤\(\rm{③}\)的化学方程式是________________________________________________。

              步骤\(\rm{③}\)后,过滤沉淀所需的玻璃仪器有________\(\rm{.}\)若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:______       、 ________________。

              \(\rm{(3)④}\)中阳极反应产生的气体\(\rm{E}\)为________,验证该气体的试剂为__________________________________________________________。

              \(\rm{(4)}\)试写出步骤\(\rm{⑥}\)的离子方程式:______________________________。

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