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1. 菱锰矿主要成分为MnCO3、SiO2、CaMg(SiO3)2和少量FeCO3 ， 一种利用该矿石制取高纯二氧化锰的工艺流程如图所示：

已知：常温下，H2CO3的 ， ， 。回答下列问题：

(1) “研磨”的目的是。
(2) “氯化焙烧”时发生的主要反应的化学方程式为。
(3) 分析下列图1、图2、图3，氯化铵焙烧菱锰矿的最佳条件是：焙烧温度为、氯化铵与锰矿粉的质量之比为、焙烧时间为。
(4) 若“沉锰”后所得滤液中 ， pH=6，此时溶液中mol/L(保留2位有效数字)。
(5) 检验“沉锰”后得到的MnCO3沉淀洗涤干净的方法是。
(6) 氧化焙烧是在空气中进行，写出“氧化焙烧”反应的化学方程式：。
(7) 请从流程经济效益角度出发，提出一个充分利用气体A和气体B的方案：。
【考点】
氧化还原反应方程式的配平; 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;
【答案】

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流程题 普通
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1. LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3 ， 含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如图：

已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39 ， Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33 ， Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。

回答下列问题：

(1) 硫酸溶矿主要反应的化学方程式为。为提高溶矿速率，可采取的措施(举1例)。
(2) 加入少量MnO2的作用是。不宜使用H2O2替代MnO2 ， 原因是。
(3) 溶矿反应完成后，反应器中溶液pH=4，此时c(Fe3+)=mol•L-1；用石灰乳调节至pH≈7，除去的金属离子是。
(4) 加入少量BaS溶液除去Ni2+ ， 生成的沉淀有。
(5) 煅烧窑中，生成LiMn2O4反应的化学方程式是。
流程题 普通
2. 铑()是一种稀有贵金属，工业上从废铑材料(主要含 ， 还含有等)中提炼铑的主要途径有如下两种。

已知：①金属活动性顺序位于H之后。

②(Ⅲ)易与形成配离子 ， 且该配离子在水溶液中存在以下平衡：。

③时相关氢氧化物的见下表。开始沉淀的金属离子浓度为；金属离子浓度时，可认为该离子沉淀完全。

氢氧化物

回答下列问题：

(1) 途径一：

①“粉碎”的作用是。“氯化溶解”过程中，金属转化为 ， 该反应的化学方程式为。

②“定向脱铜”时，铜的沉淀率随变化如图所示，实际工业生产中控制为2.5，不宜大于2.5的原因是。

③“阳离子交换”过程中，被阳离子交换树脂吸附的金属阳离子有。
(2) 途径二：

①“控温焚烧”将、分别氧化为和 ， “加热至熔融”将焚烧后的物质全部转化成可溶性的硫酸盐。已知单质与反应的产物之一为 ， 则被氧化的和被还原的的物质的量之比为。

②步骤“调①”中应调节的范围为(保留两位有效数字)。

③用氨水沉淀铑元素的离子方程式为。
流程题 普通
3. 从废旧钴酸锂离子电池的正极材料(在铝箔上涂覆活性物质 ， 且外面包裹隔膜PP/PE)中回收钴、锂的工艺流程如图所示：

已知：①当反应的平衡常数 ， 可认为反应进行完全；

② ， 草酸电离常数、。

(1) Co元素在周期表中的位置为。
(2) 隔膜PP/PE主要成分为聚丙烯和聚乙烯，有机合成中主要利用石油裂解气为原料进行(填反应类型)反应制备。
(3) “碱浸”所得滤液中通入过量可制备氢氧化铝，此反应的离子方程式为。
(4) “酸浸”发生的主要反应的离子方程式为。
(5) “沉钴”一般加入草酸铵溶液，为了使钴离子沉淀反应进行完全，能否用草酸溶液代替(填“能”或“否”)，如果能写出计算过程。
(6) 根据下图碳酸锂的溶解度曲线分析，实验室模拟“沉锂”中获得固体的操作主要包括、洗涤，干燥。

为研究的投加量对结晶的影响，固定其他条件不变进行实验，结果见下图，请运用平衡理论解释的产率随加入量的变化趋势：。
流程题 困难