新型锂离子电池电解质锂盐二氟草酸硼酸锂[LiBF2(C2O4)]的合成方法如下：2H2C2...

新型锂离子电池电解质锂盐二氟草酸硼酸锂[LiBF2(C2O4)]的合成方法如下：2H2C2O4+SiCl4+2LiBF4→2LiBF2(C2O4)+SiF4+4HCl

（1）与氯同族的第四周期元素原子的基态核外电子排布式为_______________________。

（2）草酸分子(乙二酸，H2C2O4)中碳原子轨道的杂化类型是_____________，1mol草酸分子中含有σ键的数目为____________。

（3）与SiF4互为等电子体的阴离子的化学式为__________。BF4-的空间构型为_____________。

（4）第一电离能介于B、F两种元素之间的第二周期元素有__________种。

（5）已知NixO晶体晶胞结构为氯化钠型，由于晶体缺陷，x值小于1，一个Ni2+空缺，另有两个Ni2+被两个Ni3+取代，使化合物中Ni和O的比值发生了变化。某氧化镍样品组成为Ni0.93O，此晶体化学式为_______________________。（用含Ni2+、Ni3+表示）

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“碳呼吸电池”是一种新型能源装置，其工作原理如下图。下列说法正确的是

A. 该装置是将电能转变为化学能

B. 正极的电极反应为：C2O42--2e-=2CO2

C. 每得到1 mol草酸铝，电路中转移3 mol电子

D. 利用该技术可捕捉大气中的CO2

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“碳呼吸电池”是一种新型化学电源，其工作原理如图。下列说法正确的是

A. 该装置能将电能转变为化学能

B. 正极的电极反应为：C2O42--2e-=2CO2

C. 每得到1 mol草酸铝，电路中转移3 mol电子

D. 利用该技术可捕捉大气中的CO2

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“碳呼吸电池”是一种新型化学电源，其工作原理如图。下列说法正确的是

A. 该装置能将电能转变为化学能

B. 正极的电极反应为：C2O42--2e-=2CO2

C. 每得到1 mol草酸铝，电路中转移3 mol电子

D. 利用该技术可捕捉大气中的CO2

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（本题满分18分）草酸亚铁为黄色固体，作为一种化工原料，可广泛用于涂料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产。合成草酸亚铁的流程如下：

（1）配制(NH4)2Fe(SO4)26H2O溶液时，需加入少量稀硫酸，目的是_____________。

（2）得到的草酸亚铁沉淀需充分洗涤，检验是否洗涤干净的方法是_____________。

（3）将制得的产品(FeC2O4·2H2O)在氩气气氛中进行加热分解，结果如下图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

①则A-B发生反应的化学方程式为_____________；

②已知B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，写出B→C的化学方程式_____________；

（4）某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵。为了测定不纯产品中草酸根的含量，某同学做了如下分析实验：

Ⅰ．准确称量m g样品，溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容。

Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定，溶液变为淡紫色，消耗高锰酸钾溶液的体积为V1 mL。

Ⅲ．向上述溶液中加入足量Zn粉，使溶液中的Fe3+恰好全部还原为Fe2+，过滤。

Ⅳ．洗涤剩余的锌粉和锥形瓶，洗涤液并入滤液。

Ⅴ．用c mol/L KMnO4溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色，消耗KMnO4溶液的体积V2 mL。

回答下列问题：

①已知：草酸(H2C2O4)与酸性高锰酸钾溶液反应，现象是有气泡产生，紫色消失，写出该反应的离子方程式：_____________；

②若省略步骤Ⅳ，则测定的草酸根离子含量 ________________________________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。

③m g样品中草酸根离子的物质的量为_____________(用c，V1，V2的式子表示，不必化简)

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草酸亚铁为黄色固体，作为一种化工原料，可广泛用于涂料、陶瓷、玻璃器皿等的着色剂以及新型电池材料、感光材料的生产。 合成草酸亚铁的流程如下：

（1）配制(NH4)2Fe(SO4)26H2O溶液时，需加入少量稀硫酸，目的是_____________。

（2）得到的草酸亚铁沉淀需充分洗涤，检验是否洗涤干净的方法是_____________。

（3）将制得的产品(FeC2O4·2H2O)在氩气气氛中进行加热分解，结果如下图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。

①则A-B发生反应的化学方程式为_____________；

②已知B→C过程中有等物质的量的两种气态氧化物生成，写出B→C的化学方程式_____________；

（4）某草酸亚铁样品中含有少量草酸铵。为了测定不纯产品中草酸根的含量，某同学做了如下分析实验：

Ⅰ．准确称量m g样品，溶于少量2mol/L硫酸中并用100mL容量瓶定容。

Ⅱ．取上述溶液20mL，用c mol/L高锰酸钾标准溶液滴定，溶液变为淡紫色，消耗高锰酸钾溶液的体积为V1 mL。

Ⅲ．向上述溶液中加入足量Zn粉，使溶液中的Fe3+恰好全部还原为Fe2+，过滤，

Ⅳ．洗涤剩余的锌粉和锥形瓶，洗涤液并入滤液

Ⅴ．用c mol/L KMnO4溶液滴定该滤液至溶液出现淡紫色，消耗KMnO4溶液的体积V2 mL。

回答下列问题：

①已知：草酸(H2C2O4)与酸性高锰酸钾溶液反应，现象是有气泡产生，紫色消失，写出该反应的离子方程式：_____________；

①若省略步骤Ⅳ，则测定的草酸根离子含量 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)

②m g样品中草酸根离子的物质的量为_____________(用c，V1，V2的式子表示，不必化简)

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文献表明，相同条件下，草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+，为检验这一结论，完成如下实验．

资料:i．草酸(H2C2O4)为二元弱酸

ii．三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3·3H2O]为翠绿色晶体，光照易分解，其水溶液中存在: Fe(C2O4)33-Fe3++3C2O42-K=6.3×10-21

iii．FeC2O4·2H2O为黄色固体，微溶于水，可溶于强酸

（实验1）通过Fe3+和C2O42—在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。

(1)C2O42-中碳元素的化合价是___________。

(2)取实验 1 中少量晶体洗净，配成溶液，滴加KSCN溶液，不变红。继续加入硫酸，溶液变红，说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是________

(3)经检验，翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3·3H2O。设计实验，确认实验1中没有发生氧化还原反应的操作和现象是_________。实验1中未发生氧化还原反应的原因是_________

(4)取实验1中的翠绿色溶液光照一段时间，产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式：

________Fe(C2O4)33-+________H2OFeC2O4·2H2O↓+_______+_______。

（实验2）通过比较H2O2与Fe2+、C2O42-反应的难易，判断二者还原性的强弱。

(5)证明Fe2+被氧化的实验现象是_________________________________。

(6)以上现象能否说明C2O42-没有被氧化。请判断并说明理由：_____________。

（实验3）通过其他实验方案比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。

(7)用FeCl3溶液、K2C2O4溶液和其他试剂，设计实验方案比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。画出装置图并描述预期现象：____________________________ 。

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草酸亚铁是合成锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的原料。某工厂以炼钢厂的脱硫渣(主要成分是Fe2O3)为原料生产电池级草酸亚铁晶体的工艺流程如下：

（1）要提高“酸浸”速率，宜采取的措施有___(填两条)。

（2）写出“还原”过程中既是化合反应又是氧化还原反应的离子方程式___。

（3）滤渣2中含有的TiOSO4在热水中易水解，生成H2TiO3，该反应的化学方程式为___。

（4）“滤液”经处理后得到一种化肥，其化学式为___。“一系列操作”指___。

（5）已知：298K时，Ksp[Fe(OH)2]=4.0×10-17，当离子浓度≤1.0×10-5mol∙L-1时，视该离子已完全沉淀。上述流程中，加“氨水”调pH的范围为___(lg2≈0.3)。

（6）草酸亚铁晶体(FeC2O4∙2H2O)纯度的测定：准确称取mg草酸亚铁晶体于锥形瓶中，加入一定量的稀硫酸溶液，并加热至50℃，用cmol∙L-1KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，用去标准溶液VmL。滴定反应(未配平)：FeC2O4∙2H2O+KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2+MnSO4+K2SO4+H2O；则样品中FeC2O4∙2H2O的纯度为___%(用含有m、c、V的代数式表示)；若草酸亚铁晶体失去部分结晶水，测得的结果___(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

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草酸亚铁广泛用于涂料、染料及感光材料的生产，也是合成锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的原料。某工厂采用炼钢厂的脱硫渣（主要成分为Fe2O3）生产电池级草酸亚铁晶体的工艺流程如下：

（1）“还原”过程中反应的离子方程式为____________、Fe+2H+ = Fe2++ H2↑。

（2）滤渣2中含有的TiOSO4在热水中易水解，生成H2TiO3沉淀，该反应的化学方程式为____________。

（3）“滤液”经处理后得到一种农业上常用的化肥，其名称是___________。

（4）流程图中“”应进行的操作步骤的名称是____________。

（5）下图是反应温度、加料时间及分散剂的质量分数对草酸亚铁纯度的影响：

从图象可知，制备电池级草酸亚铁晶体的最佳实验条件是：反应温度为______℃，加料时间为________min，分散剂的质量分数为_______________。

(6)草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)纯度的测定：准确称取ω g草酸亚铁晶体于锥形瓶中，加入一定量的稀硫酸溶解，并加热至50℃，用c mol．L-1KMnO4标准溶液滴定，达到滴定终点时，用去V mL标准溶液。滴定反应为（未配平）：

FeC2O4·2H2O +KMnO4+H2SO4→Fe2(SO4)3+CO2↑+MnSO4+K2SO4+H2O

则FeC2O4·2H2O的纯度为___________%（用含有ω、c、V的代数式表示）。

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《科学美国人》评出的2016年十大创新科技之一的碳呼吸电池，电池原理如下图所示，已知草酸铝［Al2(C2O4)3］难溶于水，则下列说法正确的是

A. 该装置将电能转变为化学能

B. 正极的电极反应为C2O42－-2e- ＝2CO2

C. 每生成 1 mol Al2(C2O4)3，有 6 mol 电子流过负载

D. 随着反应的进行草酸盐浓度不断减小

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