题目内容
【题目】钴（Co）及其化合物在工业上有广泛应用。为从某工业废料中回收钴，某学生设计流程如下（废料中含有Al、Li、Co2O3和Fe2O3等物质）。
已知：①物质溶解性：LiF难溶于水，Li2CO3微溶于水；
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表：
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH（开始沉淀） | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH（完全沉淀） | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
请回答：
（1）步骤Ⅰ中得到含铝溶液的反应的离子方程式是 。
（2）写出步骤Ⅱ中Co2O3与盐酸反应的离子方程式 。有同学认为Ⅱ中将盐酸换成硫酸和H2O2溶液更好，请结合离子方程式说明理由 。
（3）步骤Ⅲ中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的pH，应使溶液的pH不超过__________。废渣中的成分有_________________。
（4）在空气中加热CoC2O4固体，经测定，210~290℃的过程中只产生CO2和一种二元化合物，该化合物中钴元素的质量分数为73.44%。此过程发生反应的化学方程式是_______________。
（5）某锂离子电池的总反应为C6＋LiCoO2 
LixC6＋Li1－xCoO2，LixC6中Li的化合价为______价，该锂离子电池充电时阳极的电极反应式为 。
【答案】（1）2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑；
（2）Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O，Co2O3+4H++H2O2=2Co2++O2↑+3H2O，可防止污染空气；
（3）7.15，Fe(OH)3，LiF；
（4）3CoC2O4+2O2
Co3O4+6CO2；
（5）0，LiCoO2–xe-=Li1－xCoO2+xLi+。
【解析】
试题分析：（1）废料中含有铝单质，和氢氧化钠反应生成氢气，其离子反应方程式为2Al＋2OH－＋2H2O=2AlO2－＋3H2↑；(2)Co2O3的氧化性强于Cl2，因此离子反应方程式为Co2O3 ＋ 6H＋ ＋ 2Cl－ = 2Co2＋ ＋ Cl2↑ ＋ 3H2O，氯气有毒，对环境有危害，H2O2具有氧化性和还原性，Co2O3把H2O2还原成氧气，其离子反应方程方式为：Co2O3 ＋ H2O2 ＋ 4H＋ = 2Co2＋ ＋ O2↑ ＋3 H2O，防止氯气污染空气；(3)根据流程图，以及信息①步骤III除去铁元素和部分锂元素杂质，不能影响Co元素，因此调节pH不超过7.15，废渣的成分是Fe(OH)33和LiF；（4）根据信息，生成二元化合物，应是Co和O，Co的质量分数为73.44%，n(Co)：n(O)=73.44%/59：(100%－73.44%)/16=3：4，因此反应方程式为：3CoC2O4 + 2O2 Co3O4 + 6CO2 ；（5）根据电池总反应，Li为0价，放电是电池，LixC6为负极， Li1－xCoO2为正极，充电是为电解池，电池的负极接电源的负极，电池的正极接电源的正极，因此阳极的电极反应式为：LiCoO2 – x e- = Li1－xCoO2 + x Li+ 。
【题目】下表是元素周期表的一部分，请按要求回答有关问题：
族 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0族 |
2 | ① | ② | ③ | |||||
3 | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | |||
4 | ⑨ | ⑩ |
（1）表中化学性质最不活泼的元素的原子结构示意图为： ；
（2）表中能形成两性氢氧化物的元素是 （用元素符号表示），写出该元素的单质与⑨的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式： ；
（3）元素④与元素⑦形成的化合物中的化学键类型是 ，写出该化合物的电子式： ；
（4）①②⑥⑦四种元素的最高价氧化物对应的水化物中酸性最弱的是 （填化学式）；
（5）元素③与元素⑩两者核电荷数之差是 ；
（6）气态氢化物能与其最高价氧化物对应的水化物反应生成盐的元素是： （填序号）；
（7）④⑤⑥⑦四种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为： （填化学式）．
