钴酸锂(LiCoO2)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co2O3 ，含少量Fe2O3、MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料制备LiCoO2的工艺流程如图所示。已知：①在水中不稳定，易溶于有机溶剂；②常温下，，。回答下列问题：

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1. 钴酸锂(LiCoO₂)是锂离子电池的电极材料。以水钴矿(主要成分为Co₂O₃ ，含少量Fe₂O₃、MgO、CaO、SiO₂等杂质)为原料制备LiCoO₂的工艺流程如图所示。

已知：① $\text{[math]}$ 在水中不稳定，易溶于有机溶剂；

②常温下， $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 。

回答下列问题：

(1) 钴位于元素周期表区；Li₂CO₃中阴离子的空间结构为。

(2) 滤渣的主要成分是(填化学式)；“酸浸”工序中不能用盐酸替代硫酸，可能的原因是。

(3) “除钙、镁”工序得到的滤液中 $\text{[math]}$ 。

(4) 在水中的稳定性： $\text{[math]}$ (填“>”“=”或“<”) $\text{[math]}$ 。“有机相”可循环用于(填“酸浸”“除钙、镁”或“萃取”)工序。

(5) “煅烧”工序发生主要反应的化学方程式为。

(6) 神舟十八号载人飞船首次采用“锂离子电池”作电源，某种锂离子电池放电时工作原理如图所示。充电时a极的电极反应式为。

【考点】

难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质; 物质的分离与提纯; 电解池工作原理及应用;

【答案】

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流程题困难

1. 铁黄是一种重要的化工产品。由生产钛白粉废渣制备铁黄的过程如下：

资料：ⅰ、钛白粉废渣成分：主要为 $\text{[math]}$ ，含少量 $\text{[math]}$ 和不溶物

ⅱ、 $\text{[math]}$

ⅲ、0.1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ ，开始沉淀时 $\text{[math]}$ ，完全沉淀时 $\text{[math]}$

0.1 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 生成 $\text{[math]}$ ，开始沉淀时 $\text{[math]}$ ，完全沉淀时 $\text{[math]}$

(1) 纯化

①加入过量铁粉的目的是。

②充分反应后，分离混合物的方法是。

(2) 制备晶种

为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶种。过程及现象是：向一定浓度 $\text{[math]}$ 溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色，滴加氨水至 $\text{[math]}$ 为6.0时开始通空气并记录 $\text{[math]}$ 变化(如图)：

①产生白色沉淀的离子方程式是。

②产生白色沉淀后的 $\text{[math]}$ 低于资料ⅲ中的6.3.原因是：沉淀生成后 $\text{[math]}$ 0.1 $\text{[math]}$ (填“>”“=”或“<”)。

③0- $\text{[math]}$ 时段， $\text{[math]}$ 几乎不变； $\text{[math]}$ 时段， $\text{[math]}$ 明显降低，结合方程式解释原因：。

(3) 产品纯度测定

铁黄纯度可以通过产品的耗酸量确定。

资料： $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 不与稀碱液反应。

加入 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液 $\text{[math]}$ ，消耗 $\text{[math]}$ 的 $\text{[math]}$ 溶液 $\text{[math]}$ ，则铁黄样品的纯度为(用质量分数表示， $\text{[math]}$ 的摩尔质量：89 $\text{[math]}$ )。

流程题困难

2. 我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。一种由菱锌矿(主要成分ZnCO₃ ，含杂质FeCO₃、MnCO₃、MgO等)为原料制备金属锌的工艺流程如下：

该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示：

金属离子	Zn²⁺	Fe²⁺	Mn²⁺	Mg²⁺
开始沉淀时的pH	5.0	7.6	8.5	9.6
沉淀完全时(c=1.0×10^-6mol·L^-1)的pH	8.0	9.0	10.5	11.1

回答下列问题。

(1) 步骤Ⅰ能够增加菱锌矿浸出率的方法有(写一条)。

(2) 步骤Ⅱ中通入空气的目的是。

(3) 根据上表数据，步骤Ⅲ应调节pH的范围是；Zn(OH)₂的K_sp=。

(4) “滤液2”中除了Mn²^＋外，还含有的金属离子是。

(5) 步骤Ⅳ的“多步操作”之一是用NaOH溶液将Zn(OH)₂转化为Na₂ZnO₂ ，反应的化学方程式为。

流程题普通

3. 高纯氧化铝可用于制高压钠灯的陶瓷管。实验室制取高纯氧化铝的流程如下：

(1) “除杂”操作是加入适量过氧化氢，用氨水调节溶液的pH约为8.0，以除去硫酸铵溶液中的少量 $\text{[math]}$ 。检验 $\text{[math]}$ 已除尽的实验操作是。

(2) 通常条件下， $\text{[math]}$ ，除杂后溶液中 $\text{[math]}$ 。

(3) 配制硫酸铝溶液时，需用硫酸酸化，酸化的是目的是。

(4) “分离”操作名称是(填字母代号)

a．蒸馏 b．分液 c．过滤

(5) 测定铵明矾组成的方法是：

a．称取0.906g铵明矾样品，高温灼烧，得 $\text{[math]}$ 残留固体0.102g；

b．称取0.906g铵明矾样品，用适量蒸馏水溶解，再加入稍过量的 $\text{[math]}$ 溶液，经静置、过滤、洗净，得 $\text{[math]}$ 0.932g；

c．称取0.906g样品，加入足量的NaOH溶液，加热，产生气体依次通过碱石灰和浓硫酸，浓硫酸增重0.0340g。

则铵明矾的化学式为。

流程题普通