明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。工业上以废易拉罐(主要成分为Al和Fe)为原料制备明矾的工艺流程如图：已知：不同温度KAl(SO4)2·12H2O的溶解度：温度/℃ 0 10 20 30 40 60 80 90 KAl(SO4)2·12H2O/g 3.00 3.99 5.90 8.39 11.7 24.8 71.0 109 回答下列问题：

1. 明矾[KAl(SO₄)₂·12H₂O]在造纸等方面应用广泛。工业上以废易拉罐(主要成分为Al和Fe)为原料制备明矾的工艺流程如图：

已知：不同温度KAl(SO₄)₂·12H₂O的溶解度：

温度/℃	0	10	20	30	40	60	80	90
KAl(SO₄)₂·12H₂O/g	3.00	3.99	5.90	8.39	11.7	24.8	71.0	109

回答下列问题：

(1) “酸溶”中溶液中主要的金属离子有、Fe²⁺、Fe³⁺。

(2) “转化”中Fe²⁺转化为Fe³⁺ ，反应的离子方程式为。

(3) “调pH”约为3.7，滤渣②的主要成分是Fe(OH)₃ ， “调pH”的目的是。

(4) “沉铝”中加入NaHCO₃目的是将Al³⁺转化为Al(OH)₃ ，补全该反应的离子方程式。

Al³⁺+HCO $\text{[math]}$ =Al(OH)₃↓+CO₂↑

(5) “操作”包括、、过滤、洗涤、干燥可得到明矾晶体。

(6) 某工厂用m₁kg废易拉罐(含Al5.4%)制备KAl(SO₄)₂·12H₂O(相对分子质量为474)，最终得到产品m₂kg，产率为。

【考点】

常见金属元素的单质及其化合物的综合应用;

【答案】

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综合题普通

1. 废旧金属的综合利用有利于节约资源、保护环境。现有废弃物(含 $\text{[math]}$ 、FeO、CuO)，实验室要回收三种金属，工艺流程如图所示：

已知： $\text{[math]}$

回答下列问题：

(1) “碱溶”时发生反应的离子方程式为。

(2) “操作1”的名称为。

(3) “沉铝”时加入适量盐酸，使转化为 $\text{[math]}$ ，该反应的化学方程式为，该步骤为避免因盐酸控制不当(过量)而导致 $\text{[math]}$ 溶解，实际操作中可用过量(填化学式)气体代替。

(4) “灼烧”时可在(填仪器名称)中进行。

(5) “沉铁”时通入空气的目的是；证明“沉铁”的溶液中没有 $\text{[math]}$ 的操作为。

综合题困难

2. 废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li₂O、NiO、Co₂O₃、MnO₂、Fe、C、Al等。从废旧锂离子电池中制备正极材料的前驱体(NiCO₃·CoCO₃·MnCO₃)的工艺流程如图：

(1) “酸浸”温度为85℃，活性粉体中的钴(以Co₂O₃表示)还原浸出的化学方程式为，该反应的还原剂是。可用盐酸代替H₂SO₄和H₂O₂的混合液，但缺点是。

(2) “除铁”时生成的黄钠铁矾[Na_xFe_y(SO₄)_m(OH)_n]具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点，则x：y：m：n=1：3：2：。

(3) “除铝”时反应的离子方程式为。

(4) 从滤液中可提取(任写一种)，其用途是。

综合题困难

3. 同学们吃的零食的包装袋中经常有一个小纸袋，上面写着“干燥剂”，其主要成分是生石灰(CaO)。

(1) 从组成上看，生石灰属于氧化物，根据其性质，可知生石灰是一种(填“酸性”“碱性”或“两性”)氧化物。

(2) 生石灰可做干燥剂的理由是(用化学方程式表示)。

(3) 生石灰可与酸反应，写出其与盐酸反应的离子方程式:。

(4) 小纸袋中的物质(填“能”或“不能”)长期持续地做干燥剂，原因是。

(5) 在你所认识的化学物质中，还有可以用作干燥剂(举出一例)。

综合题普通