廢棄的鋰離子電池中含有大量Co、Ni、Mn、Cu、Al等金屬元素，需回收處理。檸檬酸因具有酸性和較好的絡(luò)合性，可用于浸出金屬離子并得到檸檬酸浸出液，下列是某小組研究從檸檬酸浸出液中去除銅的方法。
方法一：調(diào)pH去除銅
資料1：金屬離子沉淀的pH
| Al（OH）3 | Cu（OH）2 | Ni（OH）2 | Co（OH）2 | Mn（OH）2 | |
| 開始沉淀pH | 3.53 | 4.91 | 6.88 | 7.40 | 8.14 |
| 沉淀完全pH | 4.89 | 6.67 | 8.87 | 9.39 | 10.14 |
6.67
6.67
去除溶液中銅離子。（2）設(shè)計實驗，測得不同pH下銅的沉淀率如表。
| pH | 5 | 8 | 10 | 12 |
| 銅的沉淀率 | 2.3 | 7.2 | 9.8 | 12 |
檸檬酸是一種強絡(luò)合劑，銅離子與檸檬酸結(jié)合能力大于與氫氧根離子的結(jié)合能力，致使銅離子無法完全與氫氧根離子結(jié)合形成氫氧化物沉淀
檸檬酸是一種強絡(luò)合劑，銅離子與檸檬酸結(jié)合能力大于與氫氧根離子的結(jié)合能力，致使銅離子無法完全與氫氧根離子結(jié)合形成氫氧化物沉淀
。結(jié)論：不可以通過調(diào)pH去除銅。方法二：還原法去除銅
資料2：抗壞血酸（C6H8O6）具有較強的還原性，氧化后為脫氫抗壞血酸（C6H6O6）；受熱易分解。
向檸檬酸浸出液中加入抗壞血酸能有效的將Cu2+還原成金屬Cu。某實驗小組研究了相同條件下，pH、反應(yīng)時間和溫度分別對Cu沉淀率的影響。
（3）依據(jù)圖1和圖2，判斷沉淀銅選擇最佳pH為
6
6
，理由是 pH=6時銅離子沉淀率較高，而其他金屬離子損失率相對較少
pH=6時銅離子沉淀率較高，而其他金屬離子損失率相對較少
。（4）從圖3可以看出，隨著溫度的升高，相同時間內(nèi)Cu的沉淀率先逐漸增加，在80℃時達到最高點，后略有下降。分析原因
溫度升高，反應(yīng)速率變快，當溫度超過80℃時，抗壞血酸出現(xiàn)分解，導(dǎo)致還原性降低，還原銅的能力減弱
溫度升高，反應(yīng)速率變快，當溫度超過80℃時，抗壞血酸出現(xiàn)分解，導(dǎo)致還原性降低，還原銅的能力減弱
。（5）由上述實驗可知：抗壞血酸還原銅離子可能存在的路徑
Cu2++C6H8O6=C6H6O6+2H++Cu
Cu2++C6H8O6=C6H6O6+2H++Cu
，Cu（OH）2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
Cu（OH）2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
。（用離子方程式表示）結(jié)論：可以通過還原法去除銅。
【答案】6.67；檸檬酸是一種強絡(luò)合劑，銅離子與檸檬酸結(jié)合能力大于與氫氧根離子的結(jié)合能力，致使銅離子無法完全與氫氧根離子結(jié)合形成氫氧化物沉淀；6；pH=6時銅離子沉淀率較高，而其他金屬離子損失率相對較少；溫度升高，反應(yīng)速率變快，當溫度超過80℃時，抗壞血酸出現(xiàn)分解，導(dǎo)致還原性降低，還原銅的能力減弱；Cu2++C6H8O6=C6H6O6+2H++Cu；Cu（OH）2+C6H8O6=C6H6O6+2H2O+Cu
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：24引用：1難度：0.5
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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(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4，不考慮其它反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原，應(yīng)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(diào)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(zhì)被除盡，通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)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(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)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(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%，將a kg質(zhì)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(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)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(yīng)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(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4（反應(yīng)條件略）。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考慮其他反應(yīng)，請回答下列問題：
（1）第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是。
（2）檢驗第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原，應(yīng)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(diào)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(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是。
（4）FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3，F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)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(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)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(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正極反應(yīng)式是。
（6）假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3，其含量為50%．將akg質(zhì)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(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)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(yīng)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(zhì)）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(guān)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(xué)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(yīng)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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