氧化钴（Co2O3）粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含...

氧化钴（Co2O3）粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有CoO(OH) 、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制备Co2O3的部分工艺过程如下：

Ⅰ．将粉碎的矿石用过量的稀H2SO4和Na2SO3溶液浸泡。

Ⅱ．浸出液除去含铜的化合物后，向溶液中先加入NaClO3溶液，再加入一定浓度的Na2CO3溶液，过滤，分离除去沉淀a [主要成分是Na2Fe6(SO4)4(OH)12]。　　　　　　　　　　　　　　

Ⅲ．向上述滤液中加入足量NaF溶液，过滤，分离除去沉淀b。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

Ⅳ．Ⅲ中滤液加入浓Na2CO3溶液，获得CoCO3沉淀。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

V．将CoCO3溶解在盐酸中，再加入(NH4)2C2O4溶液，产生 CoC2O4·2H2O沉淀。分离出沉淀，将其在400 ℃～600 ℃煅烧，即得到Co2O3。

请回答：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（1）Ⅰ中，稀硫酸溶解CoCO3的化学方程式是________，加入Na2SO3溶液的主要作用是________。

（2）根据图1、图2分析：

①矿石粉末浸泡的适宜条件应是________。

②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是________。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（3）Ⅱ中，浸出液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式：ClO3− +　　　　 + 　　　　 == Cl− + 　　　　 + __________　 ，________________

（4）Ⅱ中，检验铁元素完全除去的试剂是________，实验现象是________。

（5）Ⅱ、Ⅳ中，加入Na2CO3 的作用分别是________、________。

（6）Ⅲ中，沉淀b的成分是MgF2 、________（填化学式）。

（7）Ⅴ中，分离出纯净的CoC2O4·2H2O的操作是________。

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氧化钴(Co2O3)粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制备Co2O3的部分工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）“浸泡”过程中，CoO(OH)可转化为CoSO4，请将该反应的化学方程式补充完整：

2CoO(OH)+2H2SO4+□_______=□CoSO4+□_______+□_______，_____________

（2）固体B的成分是______________________（填化学式）。

（3）向“沉铜”后的滤液中加入NaClO3溶液的主要目的是___________________；若上述流程中固、液分离均采用过滤操作，则共有________________处使用该操作。

（4）根据图1、图2分析：

①矿石粉末浸泡的适宜条件应是________________________________。

②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是___________________________________。

（5）CoC2O4·2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3的化学方程式是_____________。

（6）LiCoO2可用于电动汽车的电池，其工作原理如右图所示，且电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过,电池反应式为：LixC6+Li1-xCoO2 C6 +LiCoO2

①放电时，Li+移动的方向为_________→___________。（填“ 左”或“ 右”）

②放电时正极的电极反应式为______________________________________。

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氧化钴(Co2O3)粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制备Co2O3的部分工艺流程如下：

请回答下列问题：

（1）“浸泡”过程中，CoO(OH)可转化为CoSO4，请将该反应的化学方程式补充完整：

2CoO(OH)+2H2SO4+□_______=□CoSO4+□_______+□_______，_____________

（2）固体B的成分是______________________（填化学式）。

（3）向“沉铜”后的滤液中加入NaClO3溶液的主要目的是___________________；若上述流程中固、液分离均采用过滤操作，则共有________________处使用该操作。

（4）根据图1、图2分析：

①矿石粉末浸泡的适宜条件应是________________________________。

②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是___________________________________。

（5）CoC2O4·2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3的化学方程式是_____________。

（6）LiCoO2可用于电动汽车的电池，其工作原理如右图所示，且电解质为一种能传导Li+的高分子材料，隔膜只允许Li+通过,电池反应式为：LixC6+Li1-xCoO2 C6 +LiCoO2

①放电时，Li+移动的方向为_________→___________。（填“ 左”或“ 右”）

②放电时正极的电极反应式为______________________________________。

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三氧化二钴主要用作颜料、釉料及磁性材料，利用铜钴矿石制备Co2O3的工艺流程如图所示。

已知：铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，其中还含有一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。请回答下列问题：

(1)“浸泡”过程中可以加快反应速率和提高原料利用率的方法是_______(写出2种即可)。

(2)“浸泡”过程中，加入Na2SO3溶液的主要作用是____________。

(3)向“沉铜”后的滤液中加入NaClO3溶液，写出滤液中的金属离子与NaClO3反应的离子方程式________________。

(4)温度、pH对铜、钴浸出率的影响如图1、图2所示：

①“浸泡”铜钴矿石的适宜条件为__________________。

②图2中pH增大时铜、钴浸出率下降的原因可能是___________。

(5)CoC2O4·2H2O在空气中高温煅烧得到Co2O3的化学方程式是________。

(6)一定温度下，向滤液A中加入足量的NaF溶液可将Ca2+、Mg2+沉淀而除去，若所得滤液B中c(Mg2+)=1.0×10-5 mol/L，则滤液B中c(Ca2+)为______。［已知该温度下Ksp(CaF2)=3.4×10-11，Ksp(MgF2)=7.1×10－11］

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某铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，及一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制Co2O3的部分工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）“浸泡”过程中，钴(III)可转化为CoSO4，写出该转化的化学方程式：________。

（2）“除铜”若选用MnS，计算常温下该“除铜”反应的平衡常数K=________。［保留2位有效数字；已知常温下Ksp(MnS)=2.5×10–13，Ksp(CuS)=1.3×10–36]

（3）①步骤I中加入NaClO3反应的离子方程式为_______。

②常温下，溶液中金属离子(Mn+)的pM［pM=–lgc(Mn+)]随溶液pH变化关系如图所示，设加入NaClO3后，溶液中的c(CO2+)为0.1mol•L–1，依据如图分析，步骤I中加入Na2CO3调整溶液pH范围为_____。［当c(Mn+)≤10–6 mol•L–1，即认为该金属离子沉淀完全]

（4）步骤II中加入足量NaF的目的是________。

（5）过滤出的CoC2O4•2H2O固体经洗涤后，证明固体已洗净的操作为________。

（6）若某工厂用m1kg该铜钴矿石制备了m2kgCo2O3，假设产率为a，则该矿石中钴元素的百分含量为________。

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某铜钴矿石主要含有CoO(OH)、CoCO3、Cu2(OH)2CO3和SiO2，及一定量的Fe2O3、MgO和CaO等。由该矿石制Co2O3的部分工艺流程如图：

回答下列问题：

（1）“浸泡”过程中，钴(III)可转化为CoSO4，写出该转化的相关化学方程式：__。

（2）“除铜”若选用MnS，计算常温下该“除铜”反应的平衡常数K=__。［保留2位有效数字；已知常温下Ksp(MnS)=2.5×10–13，Ksp(CuS)=1.3×10–36]

（3）①步骤I中加入NaClO3与Fe2+反应的离子方程式为__。

②常温下，溶液中金属离子(Mn+)的pM［pM=–lgc(Mn+)]随溶液pH变化关系如图所示，设加入NaClO3后，溶液中的c(Co2+)为0.1mol•L-1，依据如图分析，步骤I中加入Na2CO3调整溶液pH范围为__。［当c(Mn+)≤10–6mol•L–1，即认为该金属离子沉淀完全]

（4）步骤II中加入足量NaF的目的是__。

（5）过滤出的CoC2O4•2H2O固体经洗涤后，证明固体已洗净的操作为__。

（6）若某工厂用m1kg该铜钴矿石制备了m2kgCo2O3，假设产率为a，则该矿石中钴元素的百分含量为__。

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CoCO3主要用作选矿剂、伪装涂料的颜料等。用钴矿石(含Co2O3·CoO及少量Fe2O3、Al2O3、MnO2等)生产CoCO3的流程如下：

下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(“沉淀完全”是指溶液中离子浓度低于1.0×10-5 mol·L-1)

(1)写出“浸取”步骤Co2O3·CoO发生反应的离子方程式　 ______________________ 。

(2)“浸取”步骤除Co2O3·CoO外，钴矿石中还能被Na2SO3还原的物质有______ (填化学式)。

(3)加NaClO3的目的是氧化Fe2＋，NaClO3的用量过多会造成的不良后果是 _________ 。

(4)“沉钴”步骤向CoCl2溶液加入NH4HCO3溶液需要55～57 ℃条件下进行，温度控制在

55～57 ℃的原因为 ________________________________________________________ 。

(5)已知金属萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。请补充完整由“氧化”后的溶液制备CoCO3的实验方案：向“氧化”后的溶液中加入_______________________，得较纯CoCl2溶液，加入NH4HCO3溶液沉钴得CoCO3。(实验中须使用试剂：Na2CO3溶液、金属萃取剂、盐酸)。

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一种含铝、锂、钴的新型电子材料，生产中产生的废料数量可观，废料中的铝以金属铝箔的形式存在；钴以Co2O3·CoO的形式存在，吸附在铝箔的单面或双面；锂混杂于其中。从废料中制取高纯碳酸钴（CoCO3)的工艺流程如下：

（1）过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al，反应的离子方程式为_________________________。

（2）过程Ⅱ中加入稀H2SO4酸化后，再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的离子反应方程

式为_____________________(产物中只有一种酸根)。也可用H2SO4和H2O2代替H2SO4、Na2S2O3，那么该反应的化学方程式为______________；但若用HC1代替H2SO4会造成的后果是______________。

（3）过程Ⅲ中碳酸钠溶液的作用是沉淀Al3+和Li+，写出沉淀Al3+的离子方程式___________________。

（4）过程Ⅳ沉钴的离子方程式是______________________。

（5）CoCO3可用于制备锂离子电池的正极材料LiCoO2，其生产工艺是将n(Li)：n(Co)=l：l的LiCO3和CoCO3的固体混合物在空气中加热至700℃～900℃。试写出该反应的化学方程式________。

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光催化技术是一种在能源和环境领域有着重要应用前景的绿色技术。Ti的某种晶型的氧化物M可用作光催化材料。

(1)基态Ti原子的价层电子排布图为________。

(2)在第四周期d区元素中，与Ti 原子未成对电子数相同的元素名称是________。

(3)金属钛的原子堆积方式如图1所示，则金属钛晶胞俯视图为_____。

(4)生活环境中的臭气源有氨气、甲硫醇(CH3-SH) 等，M 可以作为高效除臭剂。与氨气互为等电子体的阳离子为_____，甲硫醇中硫原子采取的杂化方式为_____，与S位于同一周期，且第一电离能小于S 的非金属元素符号为______，已知甲硫醇熔沸点小于甲醇(CH3OH)，试解释此差异的主要原因___________。

(5)M 的晶胞结构如图2，M 化学式为______。

(6)石墨烯是单个原子厚度的二维碳纳米材料( 如图3)，其比表面积大( 比表面积指单位质量物料所具有的总面积)。石墨烯与M 的结合使用，极大地提高了M 的光催化效果。在石墨烯晶体中，每个最小的六元环占有____个C 原子。已知石墨烯中C-C 键长为a pm，则单层石墨烯的比表面积为_____m2/g(NA表示阿伏伽德罗常数的数值，忽略碳原子的厚度)。

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