7.　 (2013·全国新课标)锂离子电池的应用很广，某正极材料可再生利用，某锂离子电池的正极材料有钴酸锂(LiCoO₂)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时，该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi⁺+xe^-Li_xC₆，现欲利用以下工艺流程回收正极材料中某些金属资源(部分条件未给出)。

回答下列问题：

(1) LiCoO₂中，Co元素的化合价为　　　　。　

(2) 写出“正极碱浸”中发生反应的离子方程式：　　　　　　　　　　。　

(3) “酸浸”一般在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H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是　　　　　　　　　。　

(4) 写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式：　　　　　　　　　。　

(5) 充电过程中，发生LiCoO₂与Li_1-xCoO₂之间的转化，写出放电时电池的总反应式：　　　　　　　　　　　　　　　。　

(6) 上述工艺中，“放电处理”有利于锂在正极的回收，其原因是　　　　　　　　　　　　;在整个回收工艺中，可回收到的金属化合物有　　　　　　(填化学式)。　

工艺流程综合训练

6. (2012·苏北四市一模)CoCl₂·6H₂O是一种饲料营养强化剂。一种利用水钴矿[主要成分为Co₂O₃、Co(OH)₃，含少量Fe₂O₃、Al₂O₃、MnO等]制取CoCl₂·6H₂O的工艺流程如下：

已知：①浸出液含有的阳离子主要有H⁺、Co²⁺、Fe²⁺、Mn²⁺、Al³⁺等;

②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下：

(1) 写出浸出过程中Co₂O₃发生反应的离子方程式：　　　　　　　　。　

(2) NaClO₃的作用是　　　　　　　。　

(3) 加Na₂CO₃调pH至5.2所得沉淀为　　　　(填化学式)。　

(4) 萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如右图所示。萃取剂的作用是　　　　　　　;其使用的适宜pH范围是　　(填字母)。　

A. 2.0　 2.5　　　B. 3.0　 3.5　　　C. 4.0　 4.5

(5) 为测定粗产品中CoCl₂·6H₂O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO₃溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl₂·6H₂O的质量分数大于100%，其原因可能是　　　　　　　　(任写一条)。　

5. (2013·苏锡常镇二模)氧化铜矿石含有CuO和Cu₂(OH)₂CO₃，还含有Fe₂O₃、FeO和SiO₂等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁的工艺流程如下：

(1) 氧化铜矿石粉碎的目的是　　　　　　　　。　

(2) 写出“酸浸”中Cu₂(OH)₂CO₃发生反应的离子方程式：　　　　　　 。　

(3) “中和/过滤”中加入CaCO₃的目的是　　　　　　　　　　　。　

(4) 上述工艺流程中多处涉及“过滤”，实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有　　　　　　　　 。　

(5) 加入铁屑的作用是　　　　　、　　　　　。　

(6) 下表和下图为“烘干粉碎”的实验结果。

硫酸亚铁干燥曲线图

硫酸铜晶体(CuSO₄·5H₂O)干燥实验表

表中，m为CuSO₄·5H₂O晶体的质量，x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO₄·5H₂O和FeSO₄·7H₂O脱水的流程中所示产品的适宜工艺条件分别为　　　，　　　(填两条件的温度和时间)。　

4. 江苏有广阔的海岸线，海水的综合利用大有可为，海水中溴含量约为65 mg·L^-1，从海水中提取溴的工业流程如下：

(1) 步骤Ⅰ中已获得游离态的溴，步骤Ⅱ又将之转化为化合态的溴，其目的是　　　　　　　　　 。　

(2) 步骤Ⅱ中涉及的离子反应如下，请在下面的方框内填入适当的化学计量数：

Br₂+C——Br+Br^-+CO₂↑

当生成标准状况下22.4 L CO₂时，该反应转移的电子数为　　。　

(3) 上述流程中吹出的溴蒸气，也可先用二氧化硫水溶液吸收，再用氯气氧化后蒸馏。写出溴与二氧化硫水溶液反应的离子方程式：　　　　　　　　。　

(4) 实验室分离溴还可以用有机溶剂萃取法，萃取后如果要得到纯溴应如何操作?　　　　　　　 。　

(5) 氧化剂氯气来自电解饱和食盐水，电解槽使用了隔膜(或离子交换膜)来防止氯气与氢氧化钠溶液反应。

①电解时，阳极反应式为　　　　　　　。　

②若采用无隔膜的电解槽，将得到H₂和　　　(填化学式)。　

3.　 (2013·苏锡常镇徐连六市调研)K₂SO₄是无氯优质钾肥，Mn₃O₄是生产软磁铁氧体材料的主要原料。以硫酸工业的尾气联合制备K₂SO₄和Mn₃O₄的工艺流程如下：

(1) 几种盐的溶解度见图1。反应Ⅲ中，向(NH₄)₂SO₄溶液中加入KCl溶液充分反应后，进行蒸发浓缩、　　、洗涤、干燥等操作即得K₂SO₄产品。　

(2) 检验K₂SO₄样品是否含有氯化物杂质的实验操作是　　　　　　　　　　　　　　　　。　

(3) 反应Ⅳ的化学方程式为　　　　　　。　

(4) Mn₃O₄与浓盐酸加热时发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　 。　

图1　　　　　　　　　　　　　　　 　　图2

(5) 图2是煅烧MnSO₄·H₂O时剩余固体质量与温度的变化曲线。

①该曲线中B点所表示物质的化学式为　　　　　。　

②煅烧过程中固体锰含量随温度的升高而增大，但当温度超过1000℃时，再冷却后，测得产物的总锰含量反而减小。试分析产物总锰含量减小的原因：　　　　　　　　 。　

2. (2012·南师附中最后一卷)一种以黄铜矿和硫黄为原料制取铜和其他产物的新工艺，原料的综合利用率较高。其主要流程如下：

已知：①反应Ⅰ的化学方程式为CuFeS₂+SFeS₂+CuS，FeCuS₂中S的化合价为-2价。

②反应Ⅱ滤液的主要成分为CuC。

(1) 为使反应Ⅰ充分进行，工业上可采取的措施是　　　　　　;反应Ⅰ生成12 g FeS₂转移的电子数为　　　　。　

(2) 反应Ⅱ的离子方程式为　　　　　　　　　。　

(3) 反应Ⅲ通入空气的目的是　　　　　　　　　　　　。一定温度下，在反应Ⅲ所得的溶液中加入稀硫酸，可以析出硫酸铜晶体，其原因是　　　　　　　　 。　

(4) 以黄铜矿(主要成分是CuFeS₂)为原料制备铜，也可以采用“火法熔炼工艺”。“火法熔炼工艺”中的“焙烧”程序，是在通入少量空气的情况下使黄铜矿部分脱硫生成焙砂(主要成分是Cu₂S和FeO)和SO₂，该反应的化学方程式为　　　　　　　　　。　

1.　 (2013·镇江调研)工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO₄]的工艺流程如下：

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：

回答下列问题：

(1) 加入少量NaHCO₃的目的是调节pH，使溶液中的　　(填“Fe³⁺”、“Fe²⁺”或“Al³⁺”)沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是　　　　　　。　

(2) 在实际生产中，反应Ⅱ常同时通入O₂以减少NaNO₂的用量，O₂与NaNO₂在反应中均作　　。若参与反应的O₂有11.2L(标准状况)，则相当于节约NaNO₂的物质的量为　　。　

(3) 碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)²⁺，可部分水解生成Fe₂(OH聚合离子。该水解反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　。　

(4) 在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁。根据我国质量标准，产品中不得含有Fe²⁺及N。为检验所得产品中是否含有Fe²⁺，应使用的试剂为　　(填字母)。

A. 氯水　　　　　 B. KSCN溶液 　　　 C. NaOH溶液　 　　　 D. 酸性KMnO₄溶液

8. (1) ②

(2) CuO　调节溶液pH至4.4,除去Fe³⁺(或降低溶液酸度,除去Fe³⁺)

(3) ①2H₂O+2e^-2OH^-+H₂↑

②Cu+Cl^--e^-CuCl↓　③CuOH和Cu₂O　K_sp(CuOH)<K_sp(CuCl),CuCl转化为黄色的CuOH沉淀,CuOH不稳定分解生成Cu₂O,所以橙黄色沉淀为CuOH和Cu₂O的混合物　④Cu₂O　取少量样品放入试管,滴加少量稀硫酸,观察到沉淀部分溶解且溶液呈蓝色,说明沉淀成分为Cu₂O

7. (1) SrSO₄(s)+C(aq)SrCO₃(s)+S(aq)

K=　因为K_sp(SrCO₃)<K_sp(SrSO₄),加入C后,使得SrSO₄(s)Sr²⁺(aq)+S(aq)向正反应方向移动,生成SrCO₃

(2) ①减小　②不变

(3) 盐酸　若沉淀完全溶解,则证明SrSO₄完全转变为SrCO₃,否则未完全转化

(4) 不严密,溶液中可能含有S,生成的BaSO₃能被硝酸氧化成BaSO₄

6. (1) 4H₂(g)+2NO₂(g)N₂(g)+4H₂O(g)

ΔH=-1034.9kJ·mol^-1

(2) 增大NH₃浓度(或减小压强、降低温度)

(3) 2NO₂+4Na₂SO₃N₂+4Na₂SO₄　67.5

(4) 阳极　N₂O₄+2HNO₃-2e^-2N₂O₅+2H⁺