CoxFe3－xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉。工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3－xO4的主要步骤如下：
（1）步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液，在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为 ；
（2）步骤②将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中，升温到60℃，吹入空气，待晶种长大到一定尺寸后，过滤、水洗、干燥，得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是 ，吹入空气的作用为 。
（3）步骤③将FeOOH在200～300℃下加热脱水，生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的 (填字母)。
a．蒸发皿 b．烧杯 c．坩埚 d．泥三角 e．酒精灯
（4）步骤④通入H2，加热至300～400℃，生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2，其作用为 。
（5）步骤⑤加入CoSO4溶液，所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品。检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是 。
（6）某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO4·7H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L－1计算)。
| 金属离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
| Fe3＋ |
1.1 |
3.2 |
| Fe2＋ |
5.8 |
8.8 |
| Co2＋ |
6.9 |
9.4 |
请完成下列实验步骤(可选用的试剂：H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液)：
①用N－甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料，使LiCoO2与铝箔分离，得到LiCoO2粗品并回收铝。
② 。
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为5，过滤。
④ 。
⑤将Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中，蒸发浓缩、降温结晶，得到CoSO4·7H2O晶体。
（共14分）某工厂用软锰矿（含MnO2约70%及Al2 O3）和闪锌矿
（含ZnS约80%及FeS）共同生产MnO2，和Zn（干电池原料）。流程如下：
已知：①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3，Al2(SO4)3的混合液。
②IV中的电解反应式为MnSO4+ZnSO4+2H2O
MnO2+Zn +2H2SO4。
（1）A中属于还原产物的是 。
（2）加入MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是 ：C的化学式是 。
（3）该生产中除得到Na2SO4、S等副产品外，还可得到的副产品是 。
（4）副产品S可用于制硫酸，转化过程是：S→SO2→SO3→H2SO4。写出第二步转化的化学方程式 。
（5）要从Na2SO4溶液中得到芒硝（ Na2SO4．10H2O），需进行的操作有蒸发浓缩、 、
过滤、洗涤、干燥等。
（6）从生产MnO2和Zn的角度计算，软锰矿和闪锌矿投料的质量比大约是 。
I．莽草酸的结构简式如图24。请回答：
（1）写出莽草酸的分子式 ，其中含有的官能团名称为 。
（2）该有机物分子1mol最多能和 mol NaOH发生反应。
II．图25是以莽草酸A为原料的有机合成路线。
已知D的碳环上一氯代物只有两种。请继续回答下列问题：
（3）C有三种同分异构体，写出其中一种的结构简式 。
（4）莽草酸A→D的反应类型是___ 。
（5）比莽草酸的碳原子数多一个且为苯的同系物的有机物有 种。
（6）写出下列反应的化学方程式： 。
①D与足量的NaHCO3溶液反应： 。
②D→E（需注明18O）： 。
图23是C60、硅、干冰和砷化镓的晶体结构或分子模型。
请回答下列问题：
（1）硅与碳同主族，写出硅原子基态时的核外电子排布式： 。
（2）从晶体类型来看，C60（如图甲）属于 晶体。
（3）二氧化硅结构跟晶体硅（如图乙）的结构相似，即二氧化硅的结构相当于在硅晶体结构中每个硅与硅的化学键之间插入一个O原子。观察图乙晶体硅的结构，结合题中所给二氧化硅的结构信息，分析晶体二氧化硅中硅原子与共价键的个数比为 。
（4）图丙是干冰的晶胞模型，图中显示出的二氧化碳分子数为14个。实际上一个二氧化碳晶胞中含有 个二氧化碳分子，二氧化碳分子中σ键与π键的个数比为 。
（5）有机化合物中碳原子的成键方式有多种，这也是有机化合物种类繁多的原因之一。丙烷和丙烯分子中2号碳原子的杂化方式分别是 和 。
（6）砷化镓属于第三代半导体，它能直接将电能转变为光能，砷化镓灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能只有其中10%，推广砷化镓等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措，图丁的砷化镓晶胞。试回答下列问题：
①下列说法正确的是 （填序号）。
A．砷化镓晶胞结构与NaCl相同 B．第一电离能：As<Ga
C．电负性：As<Ga D．砷和镓都属于p区元素
②砷化镓是将（CH3）3Ga和AsH3用MOCVD方法制备得到，该反应在700℃进行，反应的方程式为 。
为了探究原电池和电解池的工作原理，某研究性学习小组分别用图所示的装置进行实验。据图回答问题。
I．用图甲所示装置进行第一组实验时：
（1）在保证电极反应不变的情况下，不能替代Cu作电极的是 （填序号）。
| A．石墨 | B．镁 | C．银 | D．铂 |
（2）实验过程中，SO42— （填“从左向右”“从右向左”或“不”）移动；滤纸上能观察到的现象有 。
II．该小组同学用图乙所示装置进行第二组实验时发现，两极均有气体产生，且Y极溶液逐渐变成紫红色：停止实验观察到铁电极明显变细，电解液仍然澄清。查阅资料知，高铁酸银（FeO2-4）在溶液中呈紫红色。请根据实验现象及所查信息，回答下列问题：
（3）电解过程中，X极溶液的pH （填“增大”“减小”或“不变”）
（4）电解过程中，Y极发生的电极反应为4OH—4e-===2H2O+O2↑和 。
（5）电解进行一段时间后，若在X极收集到672mL气体，Y电极（铁电极）质量减小0.28g，则在Y极收集到气体为 mL（均已折算为标准状况时气体体积）。
（6）K2FeO4—Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正极材料，其电池反应为：
2K2FeO4+3Zn==Fe2O3+ZnO+2K2ZnO，该电池正极发生的电极反应式为 。
I．2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示。请回答下列问题。
（1）图中A、C分别表示 、 ，E的大小对该反应的反应热 （填“有”或“无”）影响。
（2）已知单质硫的燃烧热为296kJ·mol-1，S(s）
2（g） SO3（g）△H=—395kJ·mol-1，则图中△H= kJ·mol-1。
II．某温度时，在2L密闭容器中用O2和SO2合成SO3，它们的物质的量随时间的变化如图甲所示。
（1）列式并计算该反应在0—3min内产物SO3的平均反应速率 。
（2）该反应达到平衡时反应物SO2的转化率
等于 。
（3）计算在该温度下反应的平衡常数K= 。（保留小数点后一位数字）
（4）已知，合成SO3是放热反应。图乙所示是改变实验条件后（温度、压强、催化剂）得到的SO3物质的量随时间变化的曲线，则典线①、②、③所对应的实验条件改变分别是：① ，② ，③ 。
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