利用铝锂钴废料(主要成分为Co3O4 ，还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质)制备CoC2O4⋅2H2O)的工艺流程如图所示。已知：Co3O4具有较强氧化性，Co3O4、LiCoO2均难溶于水。回答下列问题：

1. 利用铝锂钴废料(主要成分为Co₃O₄ ，还含有少量铝箔、LiCoO₂等杂质)制备CoC₂O₄⋅2H₂O)的工艺流程如图所示。

已知：Co₃O₄具有较强氧化性，Co₃O₄、LiCoO₂均难溶于水。

回答下列问题：

(1) 写出增大“碱溶”速率的一种方法：，“碱溶”时发生反应的离子方程式为。

(2) “酸溶”时，Co₃O₄发生反应的离子方程式为；从环保角度考虑，“酸溶”时的试剂(填“能”或“不能”)用浓盐酸代替，简要说明理由：。

(3) 已知 $\text{[math]}$ ，要使溶液中的Co²⁺完全沉淀(即Co²⁺浓度小于 $\text{[math]}$ )，则溶液中 $\text{[math]}$ 浓度最小为mol⋅L^-1；简述洗涤CoC₂O₄⋅2H₂O)的操作：。

(4) 已知NH₃⋅H₂O的电离常数 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 的电离常数 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 。则 $\text{[math]}$ 溶液中各离子浓度由大到小的顺序为。

【考点】

化学反应速率的影响因素; 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质; 离子浓度大小的比较; 溶液酸碱性的判断及相关计算; 电离平衡常数;

【答案】

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综合题困难

1. CO₂资源化对环境保护具有重大意义，因此将 $\text{[math]}$ 转化为 $\text{[math]}$ 的技术成为科学研究的热点。根据要求回答下列问题：

(1) 已知：甲烷和氢气的燃烧热( $\text{[math]}$ )分别是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。

①甲烷化制氢发生的反应为 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ =kJ/mol，该反应的活化能E_a(正)(填“>”“<”或“=”)E_a(逆)。

②温度为T℃时，催化剂作用下，可发生 $\text{[math]}$ ，不同压强下， $\text{[math]}$ 的转化率和 $\text{[math]}$ 的产率如图所示。则 $\text{[math]}$ 甲烷化应该选择的压强约为MPa；CH₄的产率小于CO₂的转化率的原因是。

③在总压为 p MPa 的恒温恒压密闭容器中，投入 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，进行反应 $\text{[math]}$ ，达到平衡后，若 $\text{[math]}$ 的转化率为α，则该反应的平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(2) 使用 $\text{[math]}$ 作催化剂时， $\text{[math]}$ 催化加氢转化为甲烷的反应机理如图。

①步骤(i )中 Ce元素化合价发生的变化为。

②催化剂中掺入少量CaO，用 $\text{[math]}$ 替代 $\text{[math]}$ 结构中的部分 $\text{[math]}$ 形成 $\text{[math]}$ ，可提高催化效率，其原因是。

(3) CO₂转化为 $\text{[math]}$ 也可通过电化学反应实现，其原理如图所示。

电解过程中，阴极室、阳极室的 $\text{[math]}$ 溶液浓度基本保持不变。阴极的电极反应式为。

综合题普通

$\text{[math]}$ 的资源化利用能有效减少 $\text{[math]}$ 排放。

I． $\text{[math]}$ 甲酸化：金属锰分解水原位还原 $\text{[math]}$ 产生甲酸是 $\text{[math]}$ 有机资源转化新途径。碳酸在水中一般以3种形态存在，即 $\text{[math]}$ 。当溶液的 $\text{[math]}$ 发生变化时，其中任一种形态的物质的量占三种形态总物质的量的分数 $\text{[math]}$ 也可能发生变化，如图1是碳酸溶液中碳酸的各种形态的 $\text{[math]}$ 随 $\text{[math]}$ 的变化曲线。初始 $\text{[math]}$ 变化对甲酸产率的影响如图2。