专题11 工业流程综合题（期末真题汇编，广东专用）高三化学上学期

专题11 工业流程综合 1．（23-24高三上·广东珠海·期末）轻质碳酸钙（CaCO3）是一种重要的化工产品，广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。一种以低品位石灰石（含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3）为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循环工艺流程如图： 回答下列问题： （1）气体A为： ，滤渣的主要成分是 。 （2）“沉钙”过程中发生的化学反应方程式为 。 （3）在NH4C1尾液中加入氧化镁并加热，发生反应的离子方程式为 。 （4）“系列操作”包含有： 。 （5）氧化镁可以在尾液处理中循环使用， 和 可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。 （6）轻质碳酸钙的工业生产还可以使用“石灰碳化法”：用高品位石灰石焙烧制得生石灰，生石灰消化制得氢氧化钙，再通入二氧化碳制得碳酸钙；本题工艺流程与“石灰碳化法，相比，优点是： ， 。 2．（24-25高三上·广东梅州·期末）铁黄是一种重要的化工产品。由钛白粉废渣制备铁黄的过程如下： 资料： i.钛白粉废渣的成分：主要为，含少量和不溶物； ii.； iii.0.1 生成，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；0.1 生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 （1）基态Fe原子的价电子排布式为 ，第三电离能：(Fe) (填“>”或“＜”)(Mn)，原因是 。 （2）纯化充分反应后，分离混合物的方法是 。 （3）检验纯化反应完成后上层溶液中是否存在的实验方法为 。 （4）为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶体。向一定浓度溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时，开始通空气并记录pH变化(如图)。 ①产生白色沉淀的离子方程式是 。 ②产生白色沉淀后的pH低于资料ⅲ中的6.3，原因是生成沉淀后 (填“>”“=”或“＜”)0.1。 ③0.0～时段，pH几乎不变；～时段，pH明显降低。结合方程式解释原因： 。 3．（23-24高三上·广东汕尾·期末）钒钛磁铁矿炼铁后产生大量的含钛高炉渣(主要成分为 TiO2、Al2O3、CaO、SiO2等)。一种“高温碳化-低温选择性氯化”制备 TiCl4工艺如下： （1）Ti 的价电子排布式为 。 （2）“研磨混合”的目的是 。 （3）“高温碳化”的反应温度约为 900℃，碳化后的固体中含有 TiC、硅铁合金(FexSiy)、3CaO·Al2O3。 ①碳化过程中生成 TiC 的化学方程式为 。 ②FexSiy 是一种软磁材料，其晶胞结果如图，该晶胞中 Si 所处的位置为晶胞的棱心和 ；该材料的化学式为 。 （4）将固体加入 NaOH-Na2CO3混合溶液中进行“碱浸”，此过程中 3CaO·Al2O3发生反应的离子方程式为 。 （5）几种氯化物的物理性质见下表。 物质 FeCl3 SiCl4 TiCl4 熔点/C 306 -70 -25 沸点℃ 316 57.6 135 ①“氯化”时反应温度约为 400℃，而气态氯化物中几乎不含 FeCl3和 SiCl4，可能原因是 。 ②“操作 I”为 。 （6）为了降低成本，“母液”需循环至“碱浸”步骤中重复利用，则“气体 I”的最佳选择为 (填化学式)。 4．（23-24高三上·广东河源·期末）纳米具有优良的光催化活性，可用于太阳能电池和污水净化等。如图示意用钛精矿[主要成分是钛酸亚铁，含少量等杂质]制备纳米的工艺流程，整个过程中钛的化合价没有变化。 已知：①易溶于水，溶液无色透明； ②SDBS(十二烷基苯磺酸钠)是表面活性剂，它能包覆在晶粒表面形成胶体，防止形成较大颗粒。 （1）滤液中钛以的形式存在，则酸溶时与硫酸发生反应的化学方程式为 ；向滤液中加入Fe粉的作用是 。 （2）向溶液中加入调节溶液的pH，当pH大于2时沉淀完全，该反应的离子方程式为 ；验证沉淀充分洗涤干净的方法为 。 （3）如图为不同条件下形成的二氧化钛晶粒的尺寸与外界条件的变化关系图。 为了获得15nm-20nm左右的二氧化钛晶体，选用SDBS质量分数为 ，选用pH范围为 。 （4）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛，装置如图所示。电解时阴极发生的电极反应为 。 5．（23-24高三上·广东·期末）锰酸锂是锂电池的正极材料，有望取代。一种以废旧电池正极材料(主要成分为，其中Co为+3价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂)为原料制备的流程如下： 回答下列问题： （1）Ni位于元素周期表中 区；基态Mn原子的价层电子轨道表示式为 。 （2）“灼烧”的目的是 。 （3）根据“酸浸”前后物质价态的变化，推测双氧水的作用是 。 （4）“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，一段时间后紫红色褪去。溶液变为紫红色的原因是 (用离子方程式表示，加入溶液之前，锰以形式存在)。“紫红色褪去”后，还可能有的实验现象是 。 （5）材料在脱锂过程中形成的某种晶体为六方晶系，结构如图，晶胞底面边长为、高为，，，设为阿伏加德罗常数的值。 ①晶胞Li、Co、O的个数比为 。 ②该晶体的密度为 。 6．（24-25高三上·广东汕头·期末）金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。某工厂废渣的主要成分为等(与性质相似)，以该废渣为主要原料回收其中金属元素的工艺流程如图所示： 请回答下列问题： （1）铋位于第六周期，且与氮同主族，则铋元素在元素周期表中属于 区，基态铋原子的价层电子排布式为 。 （2）“焙烧”中采用高压空气的目的是 ，转化成发生反应的化学方程式为 。 （3）“氨浸”所得滤液I中的阳离子主要成分为，该步骤温度不宜过高，其原因是 。 （4）写出“碱浸”过程中发生的离子反应方程式为 。 （5）已知常温时，在水溶液中存在平衡：，该反应的平衡常数为K，达到平衡时测得溶液，则 。 （6）如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，其中晶胞的边长为。 ①该铋氟化物的化学式为 。 ②晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有 个。 7．（23-24高三上·广东·期末）钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，钨在自然界主要以钨(VI) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4，含有二氧化硅、氧化铁等杂质，工业冶炼钨流程如下：    已知： ① 钨酸酸性很弱，难溶于水 ② 完全沉淀离子的pH：SiO32-为8，WO42-为5 ③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨 （1）74W在周期表的位置是第 周期。 （2）CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式是 。 （3）滤渣B的主要成分是（写化学式） 。 调节pH可选用的试剂是： （填写字母序号）。 A．氨水       B．氢氧化钠溶液     C．盐酸       D．碳酸钠溶液 （4）母液中加入盐酸的离子方程式为 。 检验沉淀C是否洗涤干净的操作是： （5）为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而须用氢气作还原剂的原因是： 将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙，已知温度为T时Ksp(CaWO4) =1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]= 4×10-7，当溶液中WO恰好沉淀完全（离子浓度等于10-5mol/L）时，溶液中等于 8．（23-24高三上·广东茂名·期末）稀有重金属钽(是新兴战略金属，广泛应用于航空航天、核工业及微电子技术领域。富钽矿(主要成分为、含等氧化物)可用碱熔法制备，其工艺流程见下图： 已知：碳酸钠的作用是降低熔融物的熔点和黏度；难溶于水。 （1）为加快“钠碱熔融”速率，可采取的措施是 (任写一条)。 （2）已知“钠碱熔融”步骤中发生非氧化还原反应，产物为氧化物和，写出与反应的化学方程式： 。 （3）“操作I”为 ，富钽矿的杂质以 (写化学式)形式存在于“残液”中。 （4）“盐酸洗”的目的是 。 （5）已知的晶胞结构如下图所示，晶胞参数分别为。 注：1-5号小灰球位于晶胞体内，6号小灰球位于另一个晶胞，其余小灰球位于晶胞棱上或面上。 ①电负性：Ta O(填“<”或“>”)，与Ta配位的氧原子有 个。 ②已知的式量为，阿伏加德罗常数的值为，该晶胞的密度为 (列出算式)。 （6）电解制备稀土元素Ta，原理如下图所示： 极发生反应的电极反应式为 。 9．（23-24高三上·广东清远·期末）某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)制备Co2O3和Li2CO3.工艺流程如下： 已知：①常温下，部分金属离子(Mn+)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： Mn+ Fe2+ Al3+ Mg2+ Ca2+ Co2+ 开始沉淀 6.3 3.8 9.6 10.6 6.6 完全沉淀c(Mn+)≤10-6 8.3 5.4 12.0 12.6 9.1 ②Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 回答下列问题： （1）基态Co原子的价层电子中，未成对电子与成对电子数目的比值为 。 （2）“酸浸”时发生反应：。 ①补充上述离子方程式中的缺项 ； ②若用盐酸代替草酸进行“酸浸”，可能带来的影响是 。 （3）①滤液2中c(Mg2+) mol·L-1； ②向滤液2中加入NH4F固体的目的除了沉淀Mg2+外，还有 。 （4）滤液3中含金属元素的离子主要是[Co(NH3)6]2+，通入空气发生催化氧化反应过程中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （5）已知沉锂过程中有气体生成，写出“沉锂”过程中的离子方程式 。 （6）由Li2CO3可进一步制备Li2O，Li2O的某一种晶胞具有如图所示结构。 ①晶胞中O2-的配位数为 ； ②设阿伏加德罗常数的值为NA，Li2O晶胞的密度为b，则晶胞参数(棱长)为 pm。(列出含有字母的表达式) 10．（24-25高三上·广东·期末）工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2等)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4和明矾，其工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ.Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化为MnO2； Ⅱ.当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5mol·L-1时时，可认为该离子沉淀完全；常温下，几种沉淀的Ksp如下表所示： Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)3 Fe(OH)2 Ksp 2.0×10-39 1.0×10-33 2.0×10-13 5.0×10-17 回答下列问题： （1）基态Mn原子的价电子轨道表示式为 。 （2）“酸浸”时，软锰矿中的Fe2O3与SO2反应的化学方程式为 。 （3）加入MnCO3“调pH”时，调节pH的范围为 (保留两位有效数字)。 （4）“焙烧”Li2CO3和MnO2混合物。 ①资料显示Li2CO3的分解温度为723℃，本流程中Li2CO3于515℃开始分解，可能原因是 。 ②“焙烧”过程中发生的总反应为 。 （5）尖晶石结构的LiMn2O4是一种常用的正极材料 ①充电时，LiMn2O4电极的电势 (填“高于”或“低于”)电池的另一极。 ②LiMn2O4的晶胞为立方体，该晶胞由图中A、B两种基本结构单元交替排列构成。 图中“●”表示的微粒是 (填离子符号)；设该晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的数值为NA，LiMn2O4的摩尔质量为Mg/mol，则该晶胞的密度为 g/cm3(用含有NA和M的计算式表示)。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题11 工业流程综合 1．（23-24高三上·广东珠海·期末）轻质碳酸钙（CaCO3）是一种重要的化工产品，广泛应用于油漆、塑料、橡胶和造纸等工业。一种以低品位石灰石（含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3）为原料生产高纯度轻质碳酸钙的循环工艺流程如图： 回答下列问题： （1）气体A为： ，滤渣的主要成分是 。 （2）“沉钙”过程中发生的化学反应方程式为 。 （3）在NH4C1尾液中加入氧化镁并加热，发生反应的离子方程式为 。 （4）“系列操作”包含有： 。 （5）氧化镁可以在尾液处理中循环使用， 和 可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中。 （6）轻质碳酸钙的工业生产还可以使用“石灰碳化法”：用高品位石灰石焙烧制得生石灰，生石灰消化制得氢氧化钙，再通入二氧化碳制得碳酸钙；本题工艺流程与“石灰碳化法，相比，优点是： ， 。 【答案】 CO2 Fe（OH）3、A1（OH）3、Mn（OH）2 CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑ 加热蒸发、煅烧 HCl NH3 能耗低 对石灰石纯度要求不高 【分析】根据流程：低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)用盐酸酸溶，气体A为二氧化碳，用水吸收与氨气反应生成碳酸铵便于下一步的沉钙反应，向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，过滤得到滤渣的主要成分是Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2，将滤液CaCl2溶液进行沉钙反应，反应为：CaCl2+2NH3+CO2+H2O = CaCO3↓ + 2NH4Cl；得到碳酸钙沉淀和氯化铵，过滤，洗涤，干燥得到轻质碳酸钙，氯化铵与氧化镁反应生成氯化镁、氨气、水，气体B为氨气，氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，加热时HCl挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，焙烧得MgO。 ⑴低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)，CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3分别与盐酸发生复分解反应生成二氧化碳气体；向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，滤渣为它们的沉淀物。 ⑵“沉钙”过程中氯化钙与碳酸铵发生复分解反应得到碳酸钙沉淀和氯化铵。 ⑶氯化铵为强酸弱碱盐，水解溶液呈酸性，氯化铵中加入氧化镁并加热，反应生成氯化镁、氨气和水。 ⑷氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，加热时HCl挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，焙烧得MgO。 ⑸在尾液处理中氧化镁与氯化铵反应生成的氨气可以循环使用，氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，氯化氢可以循环使用。 ⑹石灰碳化法，高温分解需消耗高能量，高品位石灰石要求石灰石纯度高，据此分析解答。 【解析】⑴低品位石灰石(含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3)用盐酸酸溶，CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3分别与盐酸发生复分解反应离子方程式为：CaCO3+2H+=H2O+CO2↑+Ca2+，MnCO3+2H+=H2O+CO2↑+Mn2+，Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，A12O3+6H+=2A13++3H2O，所以气体A为：CO2，向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，过滤得到滤渣的主要成分是Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2；故答案为：CO2；Fe(OH)3、A1(OH)3、Mn(OH)2。 ⑵气体A为：CO2，用水吸收氨气和二氧化碳生成碳酸铵，“沉钙”过程中氯化钙与碳酸铵发生复分解反应：CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl得到碳酸钙沉淀和氯化铵；故答案为：CaCl2+（NH4）2CO3=CaCO3↓+2NH4Cl。 ⑶氯化铵为强酸弱碱盐，水解溶液呈酸性，水解吸热，氯化铵中加入氧化镁并加热，反应MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑；故答案为：MgO+2NH4+=Mg2++H2O+2NH3↑。 ⑷镁的氯化物在溶液溶液中水解生成氢氧化镁和HCl，氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，加热时HCl挥发促进水解，气体C为氯化氢，最终生成氢氧化镁，焙烧得MgO，系列操作”包含有加热蒸发、煅烧；故答案为：加热蒸发、煅烧。 ⑸氯化镁加热蒸发，水解生成氢氧化镁和HCl，气体C为氯化氢，溶于水为盐酸，可用于溶解低品位石灰石，氯化铵中加入氧化镁并加热，反应生成氯化镁、氨气和水；向粗制的氯化钙溶液中通入氨气，除去Fe3+，A13+，Mn2+，所以HCl、NH3可循环使用于石灰石制备轻质碳酸钙的过程中；故答案为：HCl、NH3。 ⑹轻质碳酸钙的工业生产以低品位石灰石（含CaCO3、MnCO3、Fe2O3及A12O3）为原料生产高纯度轻质碳酸钙，石灰石要求石灰石纯度不高，生产过程无耗能，而石灰碳化法，高温分解需消耗高能量，高品位石灰石要求石灰石纯度高，故本题工艺流程与“石灰碳化法，相比，优点是：能耗低、对石灰石纯度要求不高；故答案为：能耗低、对石灰石纯度要求不高。 【点睛】物质制备流程和方案的分析判断，物质性质的应用，题干信息的分析理解，结合题目信息对流程的分析是本题的解题关键，需要学生有扎实的基础知识的同时，还要有处理信息应用的能力。 2．（24-25高三上·广东梅州·期末）铁黄是一种重要的化工产品。由钛白粉废渣制备铁黄的过程如下： 资料： i.钛白粉废渣的成分：主要为，含少量和不溶物； ii.； iii.0.1 生成，开始沉淀时pH=6.3，完全沉淀时pH=8.3；0.1 生成FeOOH，开始沉淀时pH=1.5，完全沉淀时pH=2.8。 （1）基态Fe原子的价电子排布式为 ，第三电离能：(Fe) (填“>”或“＜”)(Mn)，原因是 。 （2）纯化充分反应后，分离混合物的方法是 。 （3）检验纯化反应完成后上层溶液中是否存在的实验方法为 。 （4）为制备高品质铁黄产品，需先制备少量铁黄晶体。向一定浓度溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色。滴加氨水至pH为6.0时，开始通空气并记录pH变化(如图)。 ①产生白色沉淀的离子方程式是 。 ②产生白色沉淀后的pH低于资料ⅲ中的6.3，原因是生成沉淀后 (填“>”“=”或“＜”)0.1。 ③0.0～时段，pH几乎不变；～时段，pH明显降低。结合方程式解释原因： 。 【答案】（1）3d64s2 < Fe失去2个电子后价电子为3d6，锰为25号元素，价电子排布为3d54s2，失去2个电子后为3d5，此时锰的d轨道处于半满填充的较稳定状态，其第三电离能大于铁 （2）过滤 （3）取样品溶液，加入KSCN溶液，若不变色，说明不存在铁离子 （4） > 0.0～时段，pH几乎不变，说明溶液中氢离子浓度几乎没有变化，反应生成的氢氧化亚铁溶液被氧气氧化为FeOOH，此时反应为；～时段，pH明显降低，说明溶液中氢离子浓度变大或氢氧根离子浓度减小，此时反应为亚铁离子被氧化为铁离子同时生成氢离子，反应为 【分析】钛白粉废渣溶解加入铁粉纯化后分离出硫酸亚铁溶液，加入一定量氨水、通入空气制得FeOOH晶体； 【解析】（1）铁为26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2；Fe失去2个电子后价电子为3d6，锰为25号元素，价电子排布为3d54s2，失去2个电子后为3d5，此时锰的d轨道处于半满填充的较稳定状态，其第三电离能大于铁，故(Fe)<(Mn)； （2）加入蒸馏水、铁粉，铁可将三价铁转化为二价铁，且纯化充分反应后水解生成沉淀，分离固液混合物的方法为过滤； （3）铁离子和KSCN生成红色溶液，检验纯化反应完成后上层溶液中是否存在的实验方法为：取样品溶液，加入KSCN溶液，若不变色，说明不存在铁离子； （4）①向一定浓度溶液中加入氨水，产生白色沉淀，并很快变成灰绿色，则加入氨水产生白色沉淀为生成氢氧化亚铁沉淀，； ②0.1 生成，开始沉淀时pH=6.3，产生白色沉淀后的pH低于资料ⅲ中的6.3，则说明>0.1。 ③0.0～时段，pH几乎不变，说明溶液中氢离子浓度几乎没有变化，反应生成的氢氧化亚铁溶液被氧气氧化为FeOOH，此时反应为；～时段，pH明显降低，说明溶液中氢离子浓度变大或氢氧根离子浓度减小，此时反应为亚铁离子被氧化为铁离子同时生成氢离子，反应为。 3．（23-24高三上·广东汕尾·期末）钒钛磁铁矿炼铁后产生大量的含钛高炉渣(主要成分为 TiO2、Al2O3、CaO、SiO2等)。一种“高温碳化-低温选择性氯化”制备 TiCl4工艺如下： （1）Ti 的价电子排布式为 。 （2）“研磨混合”的目的是 。 （3）“高温碳化”的反应温度约为 900℃，碳化后的固体中含有 TiC、硅铁合金(FexSiy)、3CaO·Al2O3。 ①碳化过程中生成 TiC 的化学方程式为 。 ②FexSiy 是一种软磁材料，其晶胞结果如图，该晶胞中 Si 所处的位置为晶胞的棱心和 ；该材料的化学式为 。 （4）将固体加入 NaOH-Na2CO3混合溶液中进行“碱浸”，此过程中 3CaO·Al2O3发生反应的离子方程式为 。 （5）几种氯化物的物理性质见下表。 物质 FeCl3 SiCl4 TiCl4 熔点/C 306 -70 -25 沸点℃ 316 57.6 135 ①“氯化”时反应温度约为 400℃，而气态氯化物中几乎不含 FeCl3和 SiCl4，可能原因是 。 ②“操作 I”为 。 （6）为了降低成本，“母液”需循环至“碱浸”步骤中重复利用，则“气体 I”的最佳选择为 (填化学式)。 【答案】（1）3d24s2 （2）使固体反应物充分混合，提高“高温碳化”的效率 （3）TiO2 ＋3C TiC＋2CO↑ 体心 Fe3Si （4） 或者： （5）氯化温度较低，硅铁合金与 Cl2 在该温度下无法反应 冷凝(降温、冷却、蒸馏等) （6）CO2 【分析】含钛高炉渣主要成分为 TiO2、Al2O3、CaO、SiO2等，加焦炭、铁屑研磨混合，“高温碳化”生成TiC、硅铁合金(FexSiy)、3CaO·Al2O3，加入 NaOH-Na2CO3 混合溶液中进行“碱浸”， CaO·Al2O3生成碳酸钙、偏铝酸钠，过滤，滤液中含有偏铝酸钠，滤液中通入适量二氧化碳生成氢氧化铝沉淀；固体渣中含有TiC、硅铁合金(FexSiy)、碳酸钙，磁选得到TiC、硅铁合金(FexSiy)，TiC、硅铁合金(FexSiy)通入氯气 “氯化”生成TiCl4蒸气。 【解析】（1）Ti 是22号元素，价电子排布式为3d24s2； （2）“研磨混合”使固体反应物充分混合，提高“高温碳化”的效率； （3）①碳化过程中TiO2和焦炭反应生成 TiC 和CO，化学方程式为TiO2 ＋3C TiC＋2CO↑。 ②根据FexSiy 的晶胞结构图，该晶胞中 Si 所处的位置为晶胞的棱心和体心；根据均摊原则，1个晶胞中含有Si原子数为、Fe原子数为，该材料的化学式为Fe3Si。 （4）将固体加入 NaOH-Na2CO3 混合溶液中进行“碱浸”，此过程中 3CaO·Al2O3 反应生成碳酸钙沉淀和偏铝酸钠，发生反应的离子方程式为。 （5）①“氯化”时反应温度约为400℃，氯化温度较低，硅铁合金与 Cl2 在该温度下无法反应，所以气态氯化物中几乎不含 FeCl3 和 SiCl4。 ②TiCl4蒸气冷凝得到TiCl4，“操作 I”为冷凝。 （6）CO2能与偏铝酸钠反应生成氢氧化铝沉淀，“母液”需循环至“碱浸”步骤中重复利用，“碱浸”过程加入 NaOH-Na2CO3 混合溶液，则“气体 I”的最佳选择为CO2。 4．（23-24高三上·广东河源·期末）纳米具有优良的光催化活性，可用于太阳能电池和污水净化等。如图示意用钛精矿[主要成分是钛酸亚铁，含少量等杂质]制备纳米的工艺流程，整个过程中钛的化合价没有变化。 已知：①易溶于水，溶液无色透明； ②SDBS(十二烷基苯磺酸钠)是表面活性剂，它能包覆在晶粒表面形成胶体，防止形成较大颗粒。 （1）滤液中钛以的形式存在，则酸溶时与硫酸发生反应的化学方程式为 ；向滤液中加入Fe粉的作用是 。 （2）向溶液中加入调节溶液的pH，当pH大于2时沉淀完全，该反应的离子方程式为 ；验证沉淀充分洗涤干净的方法为 。 （3）如图为不同条件下形成的二氧化钛晶粒的尺寸与外界条件的变化关系图。 为了获得15nm-20nm左右的二氧化钛晶体，选用SDBS质量分数为 ，选用pH范围为 。 （4）研究发现，可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛，装置如图所示。电解时阴极发生的电极反应为 。 【答案】（1） 还原 （2） 取最后的洗涤液于试管中，滴入溶液不产生白色沉淀(检测不到) （3）1.5% 1-1.5 （4） 【分析】钛精矿[主要成分是钛酸亚铁，含少量等杂质]经硫酸酸溶，等杂质变成了滤渣1，变成了，可能有部分在过滤时被空气氧化为，所以滤液用铁粉还原，滤渣2中是过量的铁粉；酸溶时钛变成了。加入氨水是将变为沉淀；加入是将沉淀溶解为。加入氨水和SDBS是为了形成较小颗粒的胶体；干燥后煅烧脱水获得纳米级别的。 【解析】（1）与反应，生成、和是照方程质量守恒配的，反应方程式为；铁粉还原可能有部分在过滤时被空气氧化为； （2）题干说了“整个过程中钛的化合价没有变化”，即钛的化合价都是+4价，所以与反应生成和，离子方程式为；铁粉的加入，除了还原以外，还与过量的反应，到了加入氨水的环节，根据电荷守恒：与物质的量相等，所以检查洗涤液的的存在，相当于检查了是否还存在，检验不存在的方法：取最后的洗涤液于试管中，滴入溶液不产生白色沉淀(检测不到)； （3）晶粒平均大小为15nm-20nm左右时，根据题15-2图SDBS质量分数为1.5%；根据题15-2图pH范围在1-1.5之间； （4）依据题干中“用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融的作电解质，利用图示装置获得金属钙，并以钙为还原剂还原二氧化钛制备金属钛”，所以电极反应中得电子，阴极发生的电极反应为。 5．（23-24高三上·广东·期末）锰酸锂是锂电池的正极材料，有望取代。一种以废旧电池正极材料(主要成分为，其中Co为+3价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂)为原料制备的流程如下： 回答下列问题： （1）Ni位于元素周期表中 区；基态Mn原子的价层电子轨道表示式为 。 （2）“灼烧”的目的是 。 （3）根据“酸浸”前后物质价态的变化，推测双氧水的作用是 。 （4）“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，一段时间后紫红色褪去。溶液变为紫红色的原因是 (用离子方程式表示，加入溶液之前，锰以形式存在)。“紫红色褪去”后，还可能有的实验现象是 。 （5）材料在脱锂过程中形成的某种晶体为六方晶系，结构如图，晶胞底面边长为、高为，，，设为阿伏加德罗常数的值。 ①晶胞Li、Co、O的个数比为 。 ②该晶体的密度为 。 【答案】（1）d （2）除去炭黑、有机物 （3）作还原剂，还原Co （4） 产生黑色沉淀 （5）2：1：3 【分析】废旧电池正极材料主要成分为，其中Co为+3价，还含少量铝箔、炭黑和有机黏合剂，灼烧除去炭黑、有机物；灼烧后的固体加氢氧化钠溶液“碱浸”除去铝；滤渣加双氧水、硫酸“酸浸”，双氧水把+3价Co还原为+2价，加氨水和草酸铵生成草酸钴晶体“沉钴”，加K2S2O8把氧化为二氧化锰沉淀除去锰元素；滤液中加碳酸钠、氢氧化钠生成沉淀除镍，滤液中加碳酸钠生成碳酸锂沉淀，碳酸锂和二氧化锰合成LiMnO4。 【解析】（1） Ni是28号元素，位于元素周期表中d区；Mn是25号元素，基态Mn原子的价层电子排布式为3d54s2，轨道表示式为。 （2）废旧电池正极材料含炭黑和有机黏合剂杂质，“灼烧”的目的是除去炭黑、有机物； （3）“酸浸”前Co为+3价，“酸浸”后Co为+2价，Co元素发生还原反应，则双氧水的作用是作还原剂，还原Co； （4）“沉锰”过程中，溶液先变为紫红色，一段时间后紫红色褪去。溶液变为紫红色是因为锰元素被氧化为，根据得失电子守恒，反应的离子方程式为。沉锰过程最终生成二氧化锰沉淀，二氧化锰为黑色固体，“紫红色褪去”后，还可能有的实验现象是产生黑色沉淀。 （5）①根据均摊原则，晶胞中Li原子数为6、Co原子数为、O原子数为，所以Li、Co、O的个数比为2:1:3。 ②晶胞的体积为，该晶体的密度为 。 6．（24-25高三上·广东汕头·期末）金属铋及其化合物广泛应用于电子设备、医药等领域。某工厂废渣的主要成分为等(与性质相似)，以该废渣为主要原料回收其中金属元素的工艺流程如图所示： 请回答下列问题： （1）铋位于第六周期，且与氮同主族，则铋元素在元素周期表中属于 区，基态铋原子的价层电子排布式为 。 （2）“焙烧”中采用高压空气的目的是 ，转化成发生反应的化学方程式为 。 （3）“氨浸”所得滤液I中的阳离子主要成分为，该步骤温度不宜过高，其原因是 。 （4）写出“碱浸”过程中发生的离子反应方程式为 。 （5）已知常温时，在水溶液中存在平衡：，该反应的平衡常数为K，达到平衡时测得溶液，则 。 （6）如图是铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中MNPQ点的截面图，其中晶胞的边长为。 ①该铋氟化物的化学式为 。 ②晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有 个。 【答案】（1）p （2）提供充足的氧气，确保硫化物反应充分 （3）温度过高会导致溶解度会降低，分解 （4） （5） （6） 8 【分析】工厂废渣含等，在氧气中焙烧，与氧气反应生成和，加入氨气和碳酸氢铵进行氨浸和发生反应形成、被溶解，滤渣I中含、和，加入氢氧化钠进行碱浸，由于与性质相似，与氢氧化钠发生反应：，滤渣Ⅱ中含和，加入硫酸和氯化钠，与硫酸反应生成硫酸铅沉淀，Bi2O3转化为Bi3+，滤液Ⅲ经水解形成，加入碳酸氢铵，最终生成(BiO)2CO3。 【解析】（1）铋位于第六周期，且与氮同主族，则铋元素在元素周期表中属于p区；基态铋原子的价层电子排布式：； （2）“焙烧”中采用高压空气可提供充足的氧气，确保硫化物反应充分；被氧气氧化生成和，化学方程式：； （3）温度过高会导致溶解度会降低，分解，故氨浸时温度不宜过高； （4）与性质相似，则“碱浸”过程中发生的离子反应方程式：； （5）根据平衡：，溶液，，溶液，平衡常数：； （6）①根据晶胞结构，Bi个数：，F个数：，化学式：； ②以晶胞体心处铋离子为分析对象，距离其最近且等距离的氟离子位于晶胞体内，共有8个。 7．（23-24高三上·广东·期末）钨是我国丰产元素，是熔点最高的金属，广泛用于拉制灯泡的灯丝，钨在自然界主要以钨(VI) 酸盐的形式存在。有开采价值的钨矿石之一白钨矿的主要成分是CaWO4，含有二氧化硅、氧化铁等杂质，工业冶炼钨流程如下：    已知： ① 钨酸酸性很弱，难溶于水 ② 完全沉淀离子的pH：SiO32-为8，WO42-为5 ③碳和金属钨在高温下会反应生成碳化钨 （1）74W在周期表的位置是第 周期。 （2）CaWO4与纯碱发生的化学反应方程式是 。 （3）滤渣B的主要成分是（写化学式） 。 调节pH可选用的试剂是： （填写字母序号）。 A．氨水       B．氢氧化钠溶液     C．盐酸       D．碳酸钠溶液 （4）母液中加入盐酸的离子方程式为 。 检验沉淀C是否洗涤干净的操作是： （5）为了获得可以拉制灯丝的高纯度金属钨，不宜用碳而须用氢气作还原剂的原因是： 将氢氧化钙加入钨酸钠碱性溶液中可得到钨酸钙，已知温度为T时Ksp(CaWO4) =1×10-10，Ksp[Ca(OH)2]= 4×10-7，当溶液中WO恰好沉淀完全（离子浓度等于10-5mol/L）时，溶液中等于 【答案】（1）六 （2）CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑ （3）H2SiO3 C （4）WO+2H+=H2WO4↓ 取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1~2滴稀硝酸，再滴加1~2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀 （5）如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题 5×10－5 【分析】白钨矿的主要成分是CaWO4，含有二氧化硅、氧化铁等杂质，白钨矿与碳酸钠在1000℃温度下反应，二氧化硅与碳酸钠会反应生成硅酸钠，氧化铁不反应，得到的混合物用水浸取，过滤后的滤液经过系列操作得到WO3，说明碳酸钠与CaWO4反应生成Na2WO4，则滤渣A为氧化铁等，滤液中含有Na2SiO3、Na2WO4，再调节pH在5～8之间，使硅酸根转化为H2SiO3沉淀过滤除去，母液中含有Na2WO4，再加入盐酸得到沉淀C为H2WO4，灼烧产生三氧化钨和水，再还原得到钨。 【解析】（1）由74-2-8-8-18-32=6，可钨处于第六周期； （2）CaWO4与纯碱反应生成Na2WO4、CaO与二氧化碳，反应方程式为：CaWO4+Na2CO3Na2WO4+CaO+CO2↑； （3）滤渣B的主要成分为H2SiO3，调节溶液pH使硅酸根转化为H2SiO3沉淀过滤除去，应加入盐酸； （4）母液中Na2WO4与盐酸得到H2WO4沉淀与氯化钠，反应离子方程式为：WO+2H+=H2WO4↓；检验沉淀C是否洗涤干净的操作是：取最后一次的洗涤液少量于试管中，滴入1～2滴稀硝酸，再滴加1～2滴AgNO3溶液，若无白色沉淀生成，则说明沉淀已经洗涤干净，若出现白色沉淀则表明沉淀未洗净； （5）如果用碳做还原剂，混杂在金属中的碳不易除去，而且碳会在高温下和金属钨反应形成碳化钨，不容易获得纯的金属钨，用氢气作还原剂可避免产生以上问题；当溶液中WO恰好沉淀完全，其离子浓度等于10-5mol/L，根据Ksp（CaWO4）=c(Ca2+)×c（WO）=1×10-10，则溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol/L，再根据Ksp[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×c2(OH-)=4×10-7，可知c(OH-)=0.2mol/L，则溶液中=5×10-5。 8．（23-24高三上·广东茂名·期末）稀有重金属钽(是新兴战略金属，广泛应用于航空航天、核工业及微电子技术领域。富钽矿(主要成分为、含等氧化物)可用碱熔法制备，其工艺流程见下图： 已知：碳酸钠的作用是降低熔融物的熔点和黏度；难溶于水。 （1）为加快“钠碱熔融”速率，可采取的措施是 (任写一条)。 （2）已知“钠碱熔融”步骤中发生非氧化还原反应，产物为氧化物和，写出与反应的化学方程式： 。 （3）“操作I”为 ，富钽矿的杂质以 (写化学式)形式存在于“残液”中。 （4）“盐酸洗”的目的是 。 （5）已知的晶胞结构如下图所示，晶胞参数分别为。 注：1-5号小灰球位于晶胞体内，6号小灰球位于另一个晶胞，其余小灰球位于晶胞棱上或面上。 ①电负性：Ta O(填“<”或“>”)，与Ta配位的氧原子有 个。 ②已知的式量为，阿伏加德罗常数的值为，该晶胞的密度为 (列出算式)。 （6）电解制备稀土元素Ta，原理如下图所示： 极发生反应的电极反应式为 。 【答案】（1）粉碎矿石、搅拌 （2） （3）过滤 Na2SiO3、NaAlO2或Na[Al(OH)4] （4）溶解FeO，除去杂质元素Fe，将Na3TaO4转化为Ta(OH)5 （5）< 6 （6）。 【分析】富钽矿(主要成分为、含等氧化物)和熔融NaOH、Na2CO3的混合反应，碳酸钠的作用是降低熔融物的熔点和黏度，转化为和FeO，Al的氧化物转化为Na[Al(OH)4]，Si的氧化物转化为Na2SiO3，水浸后过滤，滤渣用盐酸洗涤，溶解FeO，除去杂质元素Fe，将Na3TaO4转化为Ta(OH)5，Ta(OH)5水洗后煅烧得到。 【解析】（1）能加快反应速率的措施是粉碎矿石、搅拌，但由于反应中没有气体参与，因此加压措施不能提速，且反应物为熔融状态，故升温和增大浓度不能提速，同时题目已知信息提示的作用是降低熔点与黏度，因此提高浓度也不能提速。 （2）根据题目信息知浸渣为，“钠碱熔融”步骤不涉及氧化还原反应，因此由浸渣推到化合价为价，则中的化合价为价；再根据题干提示产物是氧化物和，则氧化物产物为和，故反应的化学方程式为。 （3）富钽矿中主要杂质为酸性氧化物和两性氧化物，因此在碱熔过程生成对应钠盐，故答案为{或}。 （4）根据流程分析，杂质铁元素在碱熔过程以形式存在，盐酸能将溶解以达到除杂效果，且钽元素的存在形式从转变为。 （5）①由图中可看到原子存在于由6个氧原子构成的正八面体空隙中，因此配位数为6； ②的式量为晶胞中含4个原子，10个O原子，晶胞为立方晶胞，晶胞参数分别为，因此晶胞体积为，因此晶胞密度为。 （6）根据题意由制备，则极需作阴极得电子，故电极方程式为。 9．（23-24高三上·广东清远·期末）某化工厂利用废旧锂离子电池正极材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)制备Co2O3和Li2CO3.工艺流程如下： 已知：①常温下，部分金属离子(Mn+)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下： Mn+ Fe2+ Al3+ Mg2+ Ca2+ Co2+ 开始沉淀 6.3 3.8 9.6 10.6 6.6 完全沉淀c(Mn+)≤10-6 8.3 5.4 12.0 12.6 9.1 ②Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 回答下列问题： （1）基态Co原子的价层电子中，未成对电子与成对电子数目的比值为 。 （2）“酸浸”时发生反应：。 ①补充上述离子方程式中的缺项 ； ②若用盐酸代替草酸进行“酸浸”，可能带来的影响是 。 （3）①滤液2中c(Mg2+) mol·L-1； ②向滤液2中加入NH4F固体的目的除了沉淀Mg2+外，还有 。 （4）滤液3中含金属元素的离子主要是[Co(NH3)6]2+，通入空气发生催化氧化反应过程中，氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。 （5）已知沉锂过程中有气体生成，写出“沉锂”过程中的离子方程式 。 （6）由Li2CO3可进一步制备Li2O，Li2O的某一种晶胞具有如图所示结构。 ①晶胞中O2-的配位数为 ； ②设阿伏加德罗常数的值为NA，Li2O晶胞的密度为b，则晶胞参数(棱长)为 pm。(列出含有字母的表达式) 【答案】（1）1：2 （2）2CO2 Cl-被氧化为氯气，污染空气 （3）5.6×10-4 除去滤液1中的Ca2+ （4）1：4 （5） （6）8 【分析】废旧锂离子电池的正极材料(含有LiCoO2以及少量Ca、Mg、Fe、Al等)，加硫酸溶解Ca、Mg、Fe、Al，加草酸把LiCoO2还原为Co2+，过滤除去不溶物为滤渣1，滤液1加NaOH溶液，题中已知滤渣2中含有Mg(OH)2，分析可知还含有Co(OH)2，在滤渣2中加入碳酸铵和NH3·H2O将有Co(OH)2转化为[Co(NH3)6]2+，过滤后除去Mg(OH)2，滤液3中为[Co(NH3)6]2+且溶液为碱性，经过空气催化氧化得到Co(OH)3，最后得到Co2O3；滤液1中主要含有Li+、Ca2+、，经过NH4F固体的处理将Ca2+除去，后续沉锂再将Li+以Li2CO3形式沉淀出来，据此作答。 【解析】（1）Co是第27号元素，价层电子为3d74s2，含有3个未成对电子，含有6个成对电子，未成对电子与成对电子数目的比值为3：6=1：2。 （2）①酸浸时，+3价的钴被还原为=2价，草酸被氧化为CO2，根据化合价升降守恒、原子守恒、电荷守恒，可得反应的离子方程式：LiCoO2+6H++H2C2O4=2Co2++2Li++2CO2↑+4H2O，故答案为：2CO2； ②旧生产工艺用盐酸进行“酸浸”，但易造成环境污染，原因是Cl-被氧化为氯气，污染空气。 （3）①由分析可知，滤渣2中含有Mg(OH)2，则常温下滤液2相当于Mg(OH)2的饱和溶液，则有c(Mg2+)c2(OH-)=Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12，又pH=10，c(OH-)==mol/L=1×10-4mol/L，则c(Mg2+)==5.6×10-4mol/L； ②向滤液2中加入NH4F固体的目的除了沉淀Mg2+外，还可以除去滤液1中的Ca2+。 （4）滤液3中含金属元素的离子主要是，该反应中Co化合价从+2价升高到+3价，O化合价从0价降到-2价，滤液3为碱性，发生催化氧化反应的离子方程式为：，O2是氧化剂，是还原剂，氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：4。 （5）已知沉锂过程中有气体生成，中Li+和饱和NaHCO3溶液反应生成Li2CO3和CO2离子方程式为：。 （6）①Li2O中，Li+与O2-个数之比为2：1，由图可知灰球个数为=4，黑球个数为8×1=8，所以灰球代表O2-，黑球代表Li+，以面心的O2-为研究对象，O2-的配位数为8； ②根据①中分析可知，晶胞的质量为，晶胞Li2O的密度为bg⋅cm-3，设晶胞参数（棱长）为apm，则有：bg⋅cm-3=，解得：a=。 10．（24-25高三上·广东·期末）工业上常用软锰矿(主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、SiO2等)和Li2CO3合成电极材料LiMn2O4和明矾，其工艺流程如图所示。 已知：Ⅰ.Mn2+在酸性条件下比较稳定，pH高于5.5时易被O2氧化为MnO2； Ⅱ.当溶液中某离子浓度c(Mn+)≤1.0×10-5mol·L-1时时，可认为该离子沉淀完全；常温下，几种沉淀的Ksp如下表所示： Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)3 Fe(OH)2 Ksp 2.0×10-39 1.0×10-33 2.0×10-13 5.0×10-17 回答下列问题： （1）基态Mn原子的价电子轨道表示式为 。 （2）“酸浸”时，软锰矿中的Fe2O3与SO2反应的化学方程式为 。 （3）加入MnCO3“调pH”时，调节pH的范围为 (保留两位有效数字)。 （4）“焙烧”Li2CO3和MnO2混合物。 ①资料显示Li2CO3的分解温度为723℃，本流程中Li2CO3于515℃开始分解，可能原因是 。 ②“焙烧”过程中发生的总反应为 。 （5）尖晶石结构的LiMn2O4是一种常用的正极材料 ①充电时，LiMn2O4电极的电势 (填“高于”或“低于”)电池的另一极。 ②LiMn2O4的晶胞为立方体，该晶胞由图中A、B两种基本结构单元交替排列构成。 图中“●”表示的微粒是 (填离子符号)；设该晶胞边长为anm，阿伏加德罗常数的数值为NA，LiMn2O4的摩尔质量为Mg/mol，则该晶胞的密度为 g/cm3(用含有NA和M的计算式表示)。 【答案】（1） （2）Fe2O3+SO2+H2SO4= 2FeSO4+H2O （3）4.7<pH<5.5 （4）MnO2对Li2CO3的分解有催化剂的作用 2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑ （5）高于 Li+ 【分析】由题给流程可知，向软锰矿中通入二氧化硫、加入稀硫酸酸浸，将金属元素转化为硫酸盐，二氧化硅不反应，过滤得到含有硫酸钙、二氧化硅的滤渣和滤液；向滤液中通入碳酸锰调节溶液pH，将溶液中的铝离子转化为氢氧化铝沉淀，过滤得到含有氢氧化铝的滤渣和滤液；滤渣经系列操作得到明矾；向滤液中通入氧气，将溶液中的亚铁离子转化为FeOOH沉淀，过滤得到FeOOH和滤液；电解滤液得到二氧化锰，二氧化锰与碳酸锂高温焙烧得到LiMn2O4。 【解析】（1） 锰元素的原子序数为25，基态原子的价电子排布式为3d54s2，轨道表示式为； （2）由分析可知，“酸浸”时，软锰矿中氧化铁发生的反应为氧化铁与二氧化硫、稀硫酸反应生成硫酸亚铁和水，反应的化学方程式为Fe2O3+SO2+H2SO4= 2FeSO4+H2O； （3）由题给信息可知， pH高于5.5时溶液中锰离子易被氧气氧化为二氧化锰，则加入碳酸锰调节溶液pH时，溶液的pH应小于5.5；由溶度积可知，溶液中铝离子完全沉淀时，溶液中的c(OH-)≥≈1.0×10-9.3mol/L，则c(H+)≤10-4.7mol/L，pH≥4.7，所以调节pH的范围为4.7≤pH<5.5； （4）①资料显示碳酸锂的分解温度为723℃，本流程中碳酸锂于515℃开始分解可能是因为二氧化锰对碳酸锂的分解有催化剂的作用，使得分解温度降低； ②由化合价变化可知，“焙烧”过程中发生的总反应为二氧化锰与碳酸锂高温条件反应生成LiMn2O4、二氧化碳和氧气，反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑； （5）①充电时，与直流电源正极相连的LiMn2O4电极是电解池的阳极，电极的电势高于阴极的电势； ②LiMn2O4的晶胞为立方体，该晶胞由图中A、B两种基本结构单元交替排列构成，则晶胞中含有4个A和4个B，黑球的个数为(1+8×)×4=8，白球的个数为(4+4)×4=32，三角形的个数为4×4=16，由化学式可知，黑球代表锂离子、白球代表氧原子、三角形代表锰原子；设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得=(10-7 a)3d，解得d=。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 $