2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的，回收利用锂资源成为重要课题。某研究小组对某废旧锂离子电池正极

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2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只，锂电池消耗量巨大，对不可再生的金属资源的消耗是相当大的，回收利用锂资源成为重要课题。某研究小组对某废旧锂离子电池正极材料(图中简称废料，成份为LiMn₂O₄、石墨粉和铝箔)进行回收研究，工艺流程如下：
已知：Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g。

（1）废料在用NaOH溶液浸取之前需要进行粉碎操作，其目的是_______________。
（2）废旧电池可能由于放电不完全而残留有锂单质，为了安全对拆解环境的要求__________________________。
（3）写出反应④生成沉淀X的离子方程式：________________________ 。
（4）己知LiMn₂O₄中Mn的化合价为+3和+4价，写出反应②的化学反应方程式：_____________________________。
（5）生成Li₂CO₃的化学反应方程式为___________________。已知Li₂CO₃在水中的溶解度随着温度升高而减小，最后一步过滤时应______________。

答案

（1）增大接触面积，加快反应速率
（2）隔绝空气和水分
（3）CO₂+AlO₂^–+2H₂O=Al(OH)₃↓+HCO₃^–（4）4LiMn₂O₄+2H₂SO₄+O₂=8MnO₂+2 Li₂SO₄+2H₂O
（5）Li₂SO₄+Na₂CO₃＝Na₂SO₄+Li₂CO₃↓；趁热过滤

举一反三

由固体碱熔氧化法可制备重铬酸钾，已知精选后的铬铁矿主要成分是亚铬酸铁[Fe(CrO₂)₂或
FeO·Cr₂O₃]，还含有硅、铝的氧化物等杂质。

（1）若氧化焙烧在实验室进行，所用的主要仪器是______（填序号，下同）；蒸发浓缩时所用的主要仪器是_______。
A．蒸发皿 B．普通坩埚 C．铁坩埚
（2）氧化焙烧时，发生重要反应的化学方程式有：

以及：__________________。
（3）用水浸取熔块时，NaFeO₂强烈水解，生成氢氧化铁沉淀而除去，试写出离子方程式： __________________________________。
（4）残渣2的主要成分有（填化学式）___________、_____________。
（5）已知K₂Cr₂O₇和NaCl两种物质的溶解度随温度变化变化如下

则最后一步由混合液转变成K₂Cr₂O₇晶体的操作是_______、_______、过滤、洗涤、烘干。

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MnSO₄·H₂O在工业、农业等方面有广泛的应用。
（一）制备：工业上用化工厂尾气中低浓度SO₂还原MnO₂矿制备MnSO₄·H₂O过程如下：

已知：常温时部分硫化物难溶盐的Ksp：CuS--6.3×10^-36、PbS--1.0×10^-28、NiS--2.0×10^-26、MnS--2.5×10^-10，请回答下列问题：
（1）生产中MnO₂矿粉碎的目的是______________。
（2）浸出和还原过程中发生的主要离子反应方程式为_______________ 。
（3）除重金属离子后，若混合溶液中Cu²⁺、Pb²⁺、Ni²⁺的浓度均为1.0×10^-5mol/L，则c(S^2-)最大= ________mol/L。
（二）：性质--热稳定性：MnSO₄·H₂O在1150℃高温下分解的产物是Mn₃O₄、SO₂、 SO₃和水，在该条件下硫酸锰晶体分解反应的化学方程式是____________________
（三）废水处理：工厂废水中主要污染为Mn²⁺和Cr⁶⁺，现研究铁屑用量和pH值对废水中铬、锰去除率的影响，
（1）取100mL废水于250 mL锥形瓶中，调节pH值到规定值，分别加入不同量的废铁屑．得到铁屑用量对铬和锰去除率的影响如下图1所示。则在pH一定时，废水中铁屑用量为______时锰、铬去除率最好。

（2）取100mL废水于250 mL锥形瓶中，加入规定量的铁粉，调成不同的pH值。得到pH值对铬和锰去除率的影响如下图2所示。则在铁屑用量一定时，废水pH=________时锰、铬去除率最好。

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（三选一）【化学--选修化学与技术】
分子筛可用于物质的分离提纯。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下：

（1）在加NH₃·H₂O调节pH的过程中，若pH控制不当会有Al(OH)₃生成。已知常温下，Al(OH)₃浊液的pH=3，其Ksp=1×10^-36，则其中c(Al³⁺)=_________。
（2）生产流程中所得滤液的主要成分为___________（写化学式）。
（3）假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗，钠原子的利用率为10％，试通过计算确定该分子筛的化学式（写出计算过程）。
（4）分子筛的孔道直径为4

称为 4A型分子筛；当Na⁺被Ca²⁺取代时就制得 5A型分子筛，当Na⁺被K⁺取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷（分子直径为4.65

）和异丁烷（分子直径为5.6

）应该选用_________型的分子筛。

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锶(Sr)为第五周期ⅡA族元素。高纯六水氯化锶晶体(SrCl₂·6H₂O)具有很高的经济价值，61℃时晶体开始失去结晶水，100℃时失去全部结晶水。用工业碳酸锶粉末(含少量Ba、Fe的化合物)制备高纯六水氯化锶的过程如下图。

请回答：
(1)氯化锶溶液显________(填“酸性"、“碱性”或“中性”)；
(2)写出步骤②在浆液中加入盐酸时发生反应的离子方程式_________________________
(3)步骤③中调节溶液pH至8~10，宜选用的试剂为_______________。
A．稀硫酸  B．氢氧化锶粉末  C．氢氧化钠  D．氧化锶粉末
所得滤渣的主要成分是______________(填化学式)。
(4)步骤⑤中，洗涤氯化锶晶体最好选用___________。
A．水    B．稀硫酸    C．氢氧化钠溶液    D．氯化锶饱和溶液
工业上用50～60℃热风吹干六水氯化锶，选择该温度的原因是___________________。
(5)若滤液中Ba²⁺ 浓度为1×10^-5mol/L，依据下表数据可以推算滤液中Sr²⁺物质的量浓度为___________________。

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（三选一）【化学与技术】
2011年8月12日，网上传云南曲靖市越州镇有总量5000余吨的重毒化工废料铬渣由于非法丢放，毒水被直接排放南盘江中。
Ⅰ：某工厂对制革工业污泥中Cr（III）回收与再利用工艺如下（硫酸浸取液中金属离子主要是Cr³⁺，其次是Fe^3＋、Al³⁺、Ca²⁺、Mg²⁺）

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表

（1）实验室用18.4 mol/L的浓硫酸配制250 mL 4.8 mol/L的硫酸溶液，所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和吸量管（一种能精确量取一定体积液体的仪器）外，还需____________。
（2）酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是______________（至少答一点）。
（3）加入H₂O₂的作用是__________________________，调节溶液的pH＝8是为了除去_________离子。
（4）钠离子交换树脂的原理为：Mn^＋＋nNaR→MRn＋nNa^＋，被交换的的杂质离子是____________。
（5）还原过程发生以下反应（请配平）： _____Na₂Cr₂O₇＋_____SO₂＋____   ________ ＝ ____ Cr(OH)(H₂O)₅SO₄＋_______Na₂SO₄；
Ⅱ：工业废水中常含有一定量的Cr₂O₇^2－和CrO₄^2－，它们会对人类及生态系统产生很大损害，必须进行处理。其中一种处理方法为电解法：该法用Fe做电极，电解含Cr₂O₇^2－的酸性废水，随着电解进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr(OH)₃沉淀。
（6）阳极的电极反应式为_______________。在阴极附近溶液pH升高的原因是（用电极反应方程式解释）__________。

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