近年來，隨著鋰離子電池的廣泛應用，廢鋰離子電池的回收處理至關重要。下面是利用廢鋰離子電池正極材料（有Al、LiCoO2、Ni、Mn、Fe等）回收鈷、鎳、鋰的流程圖如圖。
已知：P204[二（2-乙基己基）磷酸酯]常用于萃取錳，P507（2-乙基己基膦酸-2-乙基己酯）和Cyanex272[二（2，4，4）-三甲基戊基次磷酸]常用于萃取鈷、鎳。
回答下列問題：
（1）在硫酸存在的條件下，正極材料粉末中LiCoO2與H2O2反應能生成使帶火星木條復燃的氣體，請寫出反應的化學方程式2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O。
（2）一些金屬難溶氫氧化物的溶解度（用陽離子的飽和濃度表示）與pH的關系圖如圖1：
加入NaOH溶液調pH=5可除去圖中的Fe3+、Al3+Fe3+、Al3+（填金屬離子符號）雜質；寫出除去金屬離子的離子方程式Fe3++3OH-=Fe（OH）3或Al3++3OH-=Al（OH）3Fe3++3OH-=Fe（OH）3或Al3++3OH-=Al（OH）3（一種即可）。
（3）已知P507萃取金屬離子的原理為nHR（Org）+Mn+（aq）?MRn（Org）+nH+（aq），且隨著萃取過程中pH降低，萃取效率下降。萃取前先用NaOH對萃取劑進行皂化處理，皂化萃取劑萃取金屬離子的反應為nNaR（Org）+Mn+（aq）?MRn（Org）+nNa+（aq）。對萃取劑進行皂化處理的原因為維持萃取過程中pH恒定維持萃取過程中pH恒定。
（4）控制水相pH=5.2，溫度25℃，分別用P507、Cyanex272作萃取劑，萃取劑濃度對萃取分離鈷、鎳的影響實驗結果如圖2所示。
由圖可知，鈷、鎳的萃取率隨萃取劑濃度增大而增大增大（填“增大”或“減小”）；兩種萃取劑中Cyanex272Cyanex272（填“P507”或“Cyanex272”）的分離效果比較好，若選P507為萃取劑，則最適宜的萃取劑濃度大約為0.250.25mol?L-1；若選Cyanex272萃取劑，則最適宜的萃取劑濃度大約為0.40.4mol?L-1。
（5）室溫下，用NaOH溶液調節(jié)鈷萃余液的pH=12，攪拌一段時間后，靜置，離心分離得到淡綠色氫氧化鎳固體，鎳沉淀率可達99.62%．已知Ksp[Ni（OH）2]=5.25×10-16，則沉鎳母液中Ni2+的濃度為2.1×10-11 mol?L-1時，pH=11.711.7（lg5=0.7）。
【考點】物質分離和提純的方法和基本操作綜合應用．
【答案】2LiCoO2+3H2SO4+H2O2=Li2SO4+O2↑+2CoSO4+4H2O；Fe3+、Al3+；Fe3++3OH-=Fe（OH）3或Al3++3OH-=Al（OH）3；維持萃取過程中pH恒定；增大；Cyanex272；0.25；0.4；11.7
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：28引用：2難度：0.2
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1．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（Fe主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液 B．KCl溶液 C．KSCN 溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料，該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質量分數(shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其它雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計，按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：495引用：3難度：0.3 -
2．為了保護環(huán)境，充分利用資源，某研究小組通過如下簡化流程，將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣（鐵主要以Fe2O3存在）轉變成重要的化工原料FeSO4（反應條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應選擇（填字母編號）。
A．KMnO4溶液B．K3[Fe（CN）6]溶液C．KSCN溶液
（3）第Ⅲ步加FeCO3調溶液pH到5.8左右，然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5．2，此時Fe2+不沉淀，濾液中鋁、硅雜質被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應可制得鐵系氧化物材料，已知25℃，101kPa時：
4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1 648kJ?mol-1
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ?mol-1
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應生成Fe2O3的熱化學方程式是。
（5）FeSO4在一定條件下可制得FeS2（二硫化亞鐵）納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池，電池放電時的總反應為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質量分數(shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取，鐵的浸取率為96%，其他雜質浸出消耗的硫酸以及調pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計。按上述流程，第Ⅲ步應加入FeCO3kg.（不需計算，寫出表達式即可）發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：28引用：2難度：0.5 -
3．四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體，用作電子計算機中存儲信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料（含有少量CaO、MgO、Ca（OH）2等物質）制備Mn3O4的工藝流程如圖：
已知：①氧化時鼓入空氣使溶液的電位迅速上升；
②四氧化三錳中錳的化合價與四氧化三鐵中鐵的化合價類似。
回答下列問題：
（1）為提高“溶解”效率，可采取的措施有。
（2）濾渣的主要成分是。
（3）氧化時，生成Mn3O4的離子方程式為產(chǎn)生氨氣以回收利用。
（4）向母液可加入。
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.（NH4）2CO3
（5）通過對上述“氧化”工藝進行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關系如圖所示
氧化時N2H4?H2O的作用是。
（6）四氧化三錳的其他制法：
①熱還原法：
在甲烷氣體存在下，將Mn2O3還原成Mn3O4的化學方程式為。
②電解法：
利用電解原理，制備四氧化三錳裝置如圖所示。（電極材料均為惰性電極，＜代表電子流向）
電源正極為（填“a”或“b”），陽極的電極反應式為。發(fā)布：2024/12/22 8:0:1組卷：14引用：1難度：0.6
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