江苏省南京市五校2023-2024学年高二下学期期初调研测试化学试卷（Word版附解析）

这是一份江苏省南京市五校2023-2024学年高二下学期期初调研测试化学试卷（Word版附解析），共17页。试卷主要包含了5 Mn―55，选择题的作答，非选择题用0，考生必须保持答题卡的整洁，硫及其化合物有着广泛的作用等内容，欢迎下载使用。

本试题卷共6页，共17道题，满分100分，考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量：
H―1 Li―7 C―12 O―16 Na―23 Al―27 S―32 Cl―35.5 Mn―55
★ 祝考试顺利 ★
注意事项：
1.答题前，考生务必将自己的姓名、考号填写在答题卡和试卷指定位置上，并将考号条形码贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答在试题卷、草稿纸上无效。
3.非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔将答案直接答在答题卡上对应的答题区域内。答在试题卷、草稿纸上无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后，只交答题卡。
一、单项选择题：本题共13题，每小题3分，共39分.每题只有一个选项最符合题意.
1.化学在能源、航天等领域应用广泛。下列说法错误的是
A.为了应对能源危机，应大力发展太阳能、氢能、电能和生物质能等新能源
B.我国航天工程近年来成就斐然，卫星计算机芯片使用的是高纯度的硅
C.四千余年前我国先辈们用谷物酿造出酒和醋，酿造过程中只发生水解反应
D.积极开发废电池的综合利用技术，防止其中的重金属盐对土壤和水源造成污染
2.下列有关化学用语正确的是
A.基态电子排布式为：
B.电子式为
C.氮原子的轨道表示式是：
D.的原子结构示意图：
3.元素F、Cl、I位于元素周期表VⅡA族。下列说法正确的是
A.沸点：B.原子半径：
C.第一电离能：D.酸性：
4.实验室以水泥厂的废料(主要成分为MgO，含少量MnO、、FeO、、等杂质)为原料制备的实验流程如下：
下列与流程相关的装置或操作正确且能达到实验目的的是
A.可在装置甲中进行“酸浸”操作
B.按图乙所示操作检验“氧化”步骤中是否完全氧化
C.用装置丙过滤“调pH”后所得悬浊液
D.用装置丁加热烘干晶体
5.海洋是一个巨大的化学资源宝库，含有80多种元素，其中含有较高的钠和氯元素。化学家常用廉价氯化钠为原料制备纯碱，也可用于电解法获得金属钠、氯气、氢气等，并进一步将其转化为生产、生活和科学实验中用途更为广泛的新物质，如ClO2、Na2O2、NaClO等，如通过NaClO。下列物质性质与用途具有对应关系的是
A.Na2CO3溶液显碱性，可用作抗酸药物
B.ClO2气体呈黄绿色，可用作自来水消毒剂
C.Na2O2具有还原性，可用作供氧剂
D.NaClO具有强氧化性，可用作漂白液
6.硫及其化合物有着广泛的作用。硫元素具有多种化合价，在一定条件下能发生相互转化。不同温度下硫单质的状态和分子结构不同，环状分子的结构为。合理应用和处理含硫的化合物，在生产生活中有重要意义。利用甲烷可以除去，反应为。下列说法正确的是
A.分子中硫原子采用杂化
B.上述反应的
C.上述反应的化学平衡常数
D.及时分离出，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动
7.一种从照相底片中回收单质银的方法如下：
步骤1：用溶液浸泡照相底片，未曝光的转化成而溶解。
步骤2：在步骤1所得溶液中加稍过量溶液，充分反应后过滤出黑色沉淀。
步骤3：将黑色沉淀在空气中灼烧，回收单质银。下列说法不正确的是
A.步骤1所得中提供空轨道
B.步骤2所得滤液中大量存在的离子：、、、
C.步骤3灼烧时可用足量溶液吸收尾气
D.晶胞如图所示，每个周围距离最近的有4个
8.化合物丙是一种治疗心脑血管疾病药物的中间体，其合成路线如下。下列说法正确的是
A.甲属于芳香烃B.甲和乙可用银氨溶液鉴别
C.乙和丙相对分子质量相差2D.丙分子中所有碳原子一定共平面
9.设计如图装置回收金属钻，工作时保持厌氧环境，并定时将乙室溶液转移至甲室。保持细菌所在环境pH稳定，借助细菌降解乙酸盐生成CO2，同时将废旧锂离子电池的正极材料LiCO2（s）转化为中。已知电极材料均为石墨材质，下列说法错误的是
A.左侧装置为电解池，右侧装置为原电池
B.装置工作时，左侧装置中H+从左室经阳膜移向甲室
C.左侧装置a电极反应式为
D.右侧装置d电极反应式为
10.镓被称为“电子工业脊染”，与铝性质相似。以砷化镓废料(主要成分为GaAs，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料生产Ga，工艺流程如图。已知砷化镓废料“溶解”后砷以H3AsO4形式存在。下列说法错误的是
A.砷化镓“溶解”反应的还原剂与氧化剂物质的量之比为1：4
B.“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3、Ca3(AsO4)2、CaSO4
C.实验室“结晶”时用到的硅酸盐仪器有酒精灯、烧杯、坩埚、玻璃棒
D.电解Na[Ga(OH)4]溶液的阴极电极反应式为
11.下列实验操作、现象及所得出的结论均正确的是
12.常温下，以酚酞作指示剂，用的溶液滴定的二元酸溶液。溶液中pH、含A微粒的分布系数(物质的量分数)随滴加溶液体积的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.在水中电离的方程式为：，
B.当时，溶液中离子浓度大小顺序为：
C.当时，
D.常温下，的电离常数约为
13.催化重整可获得合成气。重整过程中主要反应的热化学方程式为
反应①
反应②
反应③
反应④
研究发现在密闭容器中下，，平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.图中a表示
B.的
C.其他条件不变，在范围，随着温度的升高，平衡时不断增大
D.当，其他条件不变时，提高的值，能减少平衡时积碳量
二、非选择题：共4小题，共61分.
14.（15分）提新型锂电池的正极材料，可由菱锰矿(主要含，含有少量Fe、Ni、Al等元素)经过如下过程制得：
(1)“酸浸”时使用硫酸，浸出液中主要含有的金属阳离子是，还含有少量、和。“氧化”时向浸出液中滴加溶液除去，当溶液滴加过量后，溶液中的物质的量逐渐减小，原因是 ▲ 。
(2)“除杂”时先调节溶液的，将和沉淀完全，继续向溶液中加入BaS固体(可溶于水)，可将转化为NiS沉淀。当沉淀完全而不沉淀的原因是 ▲ 。[已知金属离子浓度小于ml⋅L-1时可认为沉淀完全，除杂时溶液中ml⋅L-1。，]
(3)“电解”时可制得，同时电解液可循环使用。电解液中可循环使用的物质是 ▲ 。
(4)的一种晶胞结构如下图甲所示，图甲中表示出晶胞的边长及坐标轴，晶胞中部分和未标出，图乙为沿y轴方向晶胞投影图，图丙为沿z轴方向晶胞投影图，请在图甲上用“●”和“○”补充完整所缺的和。
(5)将与固体混合煅烧可制得，为测定制得样品的纯度，现进行如下实验：称取0.800 g样品，加入足量硫酸和10.00 mL 1.000 ml⋅L-1的溶液，充分反应后，用0.100 ml⋅L-1 标准溶液滴定过量的，到达滴定终点时消耗标准溶液16.00 mL。计算样品的纯度并写出计算过程 ▲ 。
实验中发生反应的离子方程式为：
(未配平)；(未配平)。
15.（13分）近年来，废旧锂离子电池的回收成为目前新能源产业重要的发展方向。某锂离子二次电池的正极材料主要为，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物。通过如图流程利用废旧锂离子电池制备草酸钴晶体()：
已知该工艺条件下，有关金属离子沉淀完全()的pH见表：
回答下列问题：
(1)“酸浸还原”时，发生的反应中氧化产物为硫酸盐的化学方程式为 ▲ 。
(2)水解净化的“滤渣”成分为 ▲ 。
(3)氧化过滤的目的是沉铁和沉锰，其操作为控制体系的pH在4~5，加入NaClO溶液。写出其中沉铁的离子方程式 ▲ ；实际生产中，随着反应时间的延长，锰和铁的沉淀率逐渐增大，但钴的损失量也随之增大，可能的原因为 ▲ 。
(4)利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离。萃取时，C、Ni的浸出率和钴/镍分离因素与水相pH的如图所示。C/Ni分离因素越大，表明萃取剂对C/Ni分离效果越好。由图可知，萃取时的最佳水相pH为 ▲ (填字母)。
A.2.5B.3.0C.3.5D.4.0
16.（17分）硫酸铜晶体、硫酸四氨合铜晶体均是常见的含铜化合物，可以由铜或含铜矿物制取得到。
(1)兴趣小组用图所示装置进行硫酸铜的制备，二连球的作用是鼓入空气。CuCl是白色难溶于水的固体，是墨绿色难溶于水的固体。
①三颈烧瓶中主要涉及三个反应，写出反应Ⅱ的化学方程式。
反应Ⅰ.
反应Ⅱ. ▲
反应Ⅲ.
②按如图所示装置连接并加好试剂后，进行如下操作：
操作1：向三颈烧瓶中加入一定量的溶液，充分搅拌至有大量白色固体生成；
操作2：鼓入空气，待有大量墨绿色固体生成后，滴加稀硫酸至墨绿色固体完全溶解；
重复操作2至铜完全溶解。
操作1中加入溶液不能过多的原因是 ▲ ，也不能过少的原因是 ▲ 。
③Cu和浓硫酸直接反应也可制取硫酸铜，与上述实验方案相比，Cu和浓硫酸直接反应制取硫酸铜的缺点有 ▲ 和 ▲ 。
(2)黄铜矿(主要成分为)可用于制取晶体。将黄铜矿在有氧条件下用硫酸浸出，所得浸出液中含有、和。设计由浸出液制取晶体的实验方案： ▲ ，得到晶体。(实验中须使用的试剂有：1 ml⋅L-1氨水、溶液、3%溶液、无水乙醇)
已知：
Ⅰ.加热时易失去
Ⅱ.实验中金属离子开始沉淀为氢氧化物及沉淀完全的pH如下表所示：
17.（16分）研发二氧化碳的利用技术具有重要意义。
(1)还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关反应有：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
则反应的 ▲ 。
(2)利用电解法在碱性或酸性条件下将还原为和的原理如下图所示：
已知：选择性(S)和法拉第效率(FE)的定义(X代表或)如下：

①写出碱性条件下生成的电极反应式： ▲ 。
②实验测得，碱性条件生成、总的选择性小于酸性条件，原因是 ▲ 。
③实验测得，酸性条件生成、总的法拉第效率小于碱性条件，原因是 ▲ 。
④碱性条件下反应一段时间，实验测得、的选择性及的法拉第效率如下表所示。则的法拉第效率为 ▲ 。
选项
实验操作
现象
结论
A
常温下，用pH计分别测定溶液和溶液的pH
测得pH都等于7
同温下，不同浓度的溶液中水的电离程度相同
B
常温下，将锌片与铝片用导线连接后，插入浓硫酸中
锌片缓慢溶解，铝片上有气体产生
金属活泼性：铝＜锌
C
向溶液中先后滴加2滴等浓度的溶液和溶液
先有白色沉淀生成，后又有黑色沉淀
D
向两支盛有5%溶液的试管中，分别加入的溶液和蒸馏水
加入溶液的小试管中产生大量气泡，加入蒸馏水的小试管中无明显现象
对的分解起催化作用
离子
pH
9.3
3.2
9.0
4.7
10.1
8.9
开始沉淀的pH
1.9
4.7
5.8
沉淀完全的pH
3.2
6.7
9.0
CH4
C2H4
2%
8%
12.5%
2023—2024学年第二学期期初学业质量调研监测
高二化学答题卡
姓名：_____________
准考证号：_____________
考场/座位号：_____________
1.答题前，考生先将自己的姓名，准考证号填写清楚，并用2B铅
笔认真填涂准考证号。
2.选择题必须用2B铅笔填涂；非选择题必须用0.5 mm黑色签字
笔答题，不得用铅笔或圆珠笔答题；字体工整、笔迹清晰。
3.请按题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出区域书写的答
案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。
5．不允许使用修正带、胶带、涂改液。
选择题
二、非选择题
准 考 证 号
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
[ 0 ]
[ 1 ]
[ 2 ]
[ 3 ]
[ 4 ]
[ 5 ]
[ 6 ]
[ 7 ]
[ 8 ]
[ 9 ]
1 [ A ][ B ][ C ][ D ] 6 [ A ][ B ][ C ][ D ] 11 [ A ][ B ][ C ][ D ]
2 [ A ][ B ][ C ][ D ] 7 [ A ][ B ][ C ][ D ] 12 [ A ][ B ][ C ][ D ]
3 [ A ][ B ][ C ][ D ] 8 [ A ][ B ][ C ][ D ] 13 [ A ][ B ][ C ][ D ]
4 [ A ][ B ][ C ][ D ] 9 [ A ][ B ][ C ][ D ]
5 [ A ][ B ][ C ][ D ] 10 [ A ][ B ][ C ][ D ]
14.（15分）
（1）___________________________________________________________________________________（3分）
（2）___________________________________________________________________________________（3分）
（3）__________________________________________（2分）
（4）（2分）
（5） _____________________（写出计算过程）（5分）

15.（13分）
（1） __________________________________________（3分）
（2） _____________________（2分）
（3） __________________________________________（3分）
____________________________________________________________________________________（2分）
（4） _____________________（3分）
16.（17分）
（1） ①__________________________________________（3分）
②__________________________________________________________________________________（2分）
__________________________________________________________________________________（2分）
③____________________________________（2分） ____________________________________（2分）
（2） __________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________（4分）
17.（16分）
（1） _____________________（3分）
（2） ①__________________________________________（3分）
②_________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________（4分）
③_________________________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________（4分）
④_____________________（2分）
参考答案：
1．C
【详解】A．为了应对能源危机，减少环境污染，应大力发展太阳能、氢能、电能和生物质能等新能源，故A正确；
B．卫星计算机芯片使用的是高纯度的硅，故B正确；
C．四千余年前我国先辈们用谷物酿造出酒和醋，酿造过程中淀粉水解为葡萄糖，葡萄糖反应生成乙醇和二氧化碳，乙醇被氧化为乙酸，因此酿造过程中不仅发生水解反应，还发生了氧化反应，故C错误；
D．防止重金属盐对土壤和水源造成污染，应积极开发废电池的综合利用技术，故D正确。
综上所述，答案为C。
2．A
【详解】A．核外有18个电子，则基态电子排布式为：，故A正确；
B．电子式为，故B错误；
C．轨道表示式要遵循泡利原理，则氮原子的轨道表示式是：，故C错误；
D．的质子数为7，则的原子结构示意图：，故D错误。
综上所述，答案为A。
3．D
【详解】A．F、Cl为同主族元素，HF中有氢键，因此HF的沸点高于HCl，故A错误；
B．同主族元素，随核电荷数增大，原子半径依次增大：，故B错误；
C．同主族元素，随核电荷数增大，第一电离能逐渐减小，，故C错误；
D．同主族元素核电荷数越大非金属性越弱，对应最高价氧化物水化物的酸性越弱，酸性：，故D正确；
故答案为：D。
4．A
【详解】A．由图可知，甲装置为固液不加热装置，可进行“酸浸”操作，故A正确；
B．胶头滴管应在试管口的正上方，不能插入试管中，故B错误；
C．过滤时，应用玻璃棒引流，防止溶液溅出，故C错误；
D．加热烘干容易失去结晶水，应低温烘干，故D错误；
故答案为：A。
5．D
【详解】A．Na2CO3溶液显碱性，但碱性较强，对胃壁有强烈的腐蚀性，不能用作抗酸药物，A不符合题意；
B．ClO2具有强氧化性，能杀菌消毒，可用作自来水消毒剂，与ClO2气体呈黄绿色无关，B不符合题意；
C．Na2O2能与CO2、水蒸气反应生成O2等，可用作供氧剂，与Na2O2具有还原性或氧化性无关，C不符合题意；
D．NaClO具有强氧化性，能氧化有色的有机物质，从而使有色物质褪色，所以可用作漂白液，D符合题意；
故选D。
6．A
【详解】A．分子中每个硫原子形成2个键，有两个孤电子对，故采用杂化，A正确；
B．反应为气体分子数增大的反应，熵变大于零，B错误；
C．由方程式可知，上述反应的化学平衡常数：，C错误；
D．及时分离出H2O(g)，平衡向正反应方向移动，但是生成物浓度减小，正反应速率先不变后减小， D错误；
故选A。
7．B
【详解】A．步骤1所得中Ag+提供空轨道，而配体提供孤电子对形成配位离子，A正确；
B．Ag+与S2-能形成Ag2S沉淀，Ag+与能形成络合物，故步骤2所得滤液中不可能大量存在的离子为：Ag+、、S2-，B错误；
C．步骤3灼烧时产生SO2等酸性气体，故可用足量NaOH溶液吸收尾气，C正确；
D．由Na2S晶胞图可知，一个Na2S晶胞中黑球个数为：=4个，白球为8个，结合化学式可知，黑球代表S2-，白球代表Na+，则每个Na+周围距离最近的S2-有4个，D正确；
故答案为：B。
8．C
【详解】A．烃只含C、H元素，但甲含C、H、Cl元素，则甲不属于烃，A错误；
B．含有醛基官能团的有机物可以用银氨溶液进行鉴别，甲中含有氯原子、乙含有氯原子及羰基，B错误；
C．乙中含有羰基，丙中含有羟基，乙比丙多一个不饱和碳，则乙和丙相对分子质量相差2，C正确；
D．苯环为平面结构，但两个苯环以单键连接，则所有碳原子不一定在同一平面，D错误；
故选C。
9．D
【分析】由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池﹔原电池中，c电极为电池的负极，CH3COO-在负极失去电子发生氧化反应生成CO2和H+，电极反应式为，乙室的LiCO2电极为正极，酸性条件下LiCO2在正极得到电子发生还原反应生成Li+，C2+和H2O，电极反应式为；电解池中，与原电池正极相连的a电极为阳极，CH3COO-在阳极失去电子发生氧化反应生成CO2和H+，电极反应式为，b电极为阴极，C2+在阴极得到电子发生还原反应生成C，电极反应式为，电解的总反应为。
【详解】A．由题意可知，右侧装置为原电池，则左侧装置为电解池，正确；
B．细菌所在环境pH稳定，b电极发生还原反应，而细菌所在环境发生，产生的氢离子向甲室移动，B正确；
C．电解池中，与原电池正极相连的a电极为阳极，CH3COO-在阳极失去电子发生氧化反应生成CO2和H+，电极反应式为，C正确；
D．右侧装置d电极为正极，酸性条件下LiCO2在正极得到电子发生还原反应生成Li+，C2+和H2O，电极反应式为，D错误；
故选D。
10．C
【分析】砷化镓废料(主要成分为GaAs，含少量Fe2O3、SiO2等杂质)经过硫酸、过氧化氢溶液溶解，GaAs、Fe2O3溶解，砷以H3AsO4形式存在，SiO2不溶，滤渣1为SiO2，㓎出液用氢氧化钙调pH得到“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3、Ca3(AsO4)2、CaSO4，滤液主要溶质为Ga2(SO4)3，加入硫酸和硫酸铵结晶，所得晶体加热得到Ga(OH)3，加氢氧化钠溶液溶解得到Na[Ga(OH)4]溶液，电解得到镓；
【详解】A．砷化镓“溶解”反应还原剂砷化镓中As化合价由-3价升高到+5价，氧化剂过氧化氢中O化合价由-1降低到-2，根据得失电子守恒还原剂与氧化剂物质的量之比为1：4，A正确；
B．根据分析，“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3、Ca3(AsO4)2、CaSO4，B正确；
C．实验室“结晶”时用到的硅酸盐仪器有酒精灯、烧杯、蒸发皿、玻璃棒，C错误；
D．电解Na[Ga(OH)4]溶液的阴极发生还原反应得到金属镓，电极反应式为，D正确；
故选C。
11．D
【详解】A．测得pH都等于7说明醋酸根离子、铵根离子水解程度相同，使得溶液显中性，但是不能说明同温不同浓度的溶液中水的电离程度相同，不同浓度醋酸铵溶液对水的电离促进作用不同，A错误；
B．浓硫酸使得铝钝化阻碍了反应进行，使得锌发生氧化反应做负极，不能说明金属活泼性：铝＜锌，B错误；
C．反应中硫离子过量，硫离子会和锌离子、银离子生成沉淀，不存在沉淀转化，不能说明，C错误；
D．通过对比实验，可证明对的分解起催化作用，D正确；
故选D。
12．D
【分析】由图可知，二元酸溶液中HA-占90%，A2-占10%，没有分子，说明第一步全电离。
【详解】A．由分析可知，第一步全电离、第二步部分电离，故为、，A错误；
B．当时，NaOH和恰好完全反应生成NaHA，溶质为NaHA，溶液的pH约为2，氢离子抑制HA-的电离，氢离子浓度比c(A2-)大，溶液中离子浓度大小顺序为：，B错误；
C．当时，溶质为等量的NaHA、Na2A，溶液中的电荷守恒：，物料守恒为，用两个等式消去c(Na+)可得：，C错误；
D．常温下，由于第一步完全电离，则HA-的起始浓度为0.1000ml/L，根据图当V(NaOH)=0时，HA-的分布系数为0.9，溶液的pH=1，A2-的分布系数为0.1，则HA-的电离平衡常数，D正确；
故选D。
13．D
【详解】A．根据图可知，温度升高，a的物质的量增大，根据反应①和③可知，温度升高，平衡正向移动，CH4减小，所以a一定不是CH4，A错误；
B．通过反应②＋④得到，所以的ΔH=+131kJ⋅ml−1，B错误；
C．根据反应为吸热反应，其他条件不变，在500∼1000℃范围，随着温度的升高，平衡正向移动，n(H2O)不断减小，C错误；
D．当n始(CO2)+n始(CH4)=1ml，其他条件不变时，提高的值，二氧化碳物质的量增大，甲烷物质的量减小，平衡③④逆向移动，消耗C，能减少平衡时积碳量，D正确；
故选D。
14．(1)与Mn2+可以发生氧化还原反应
(2)Ni2+沉淀完全时，溶液中的，此时，，故没有MnS沉淀生成
(3)H2SO4
(4)
(5)根据得失电子守恒可找出关系式：，，与高锰酸钾反应的草酸根的物质的量为：，则与LiMn2O4反应的草酸根的物质的量为：，则LiMn2O4的物质的量为：，样品的纯度为：
【分析】菱镁矿经过硫酸酸浸后，再氧化，溶液中的金属离子主要为：Mn2+、Fe3+、Ni2+、Al3+，“除杂”时先调节溶液的，将和沉淀完全，继续向溶液中加入BaS固体(可溶于水)，可将转化为NiS沉淀，剩余溶液为硫酸锰溶液，电解后得到MnO2，和Li2CO3煅烧后得到LiMn2O4。
【详解】（1）当溶液滴加过量后，溶液中的物质的量逐渐减小，原因是：与Mn2+可以发生氧化还原反应；
（2）Ni2+沉淀完全时，溶液中的，此时，，故没有MnS沉淀生成；
（3）电解时电解质溶液的主要成分为硫酸锰，阳极：Mn2+-2e-+2H2O= MnO2+4H+，阴极：2H2O+2e-=2OH-+H2，故溶液中可循环物质为H2SO4；
（4）根据在y轴和z轴的投影图，补充完全图示为：，Mn4+个数为：，O2-个数为：，满足化学式MnO2；
（5）根据得失电子守恒可找出关系式：，，与高锰酸钾反应的草酸根的物质的量为：，则与LiMn2O4反应的草酸根的物质的量为：，则LiMn2O4的物质的量为：，样品的纯度为：。
15．(1)
(2)
(3) 氧化，使其生成沉淀出去
(4)C
【分析】该工艺流程的原料为废旧锂电池的正极材料（主要为，还含有少量Al、Fe、Mn、Ni的化合物），产品为草酸钴晶体()，流程主线中的主元素为C，则Al、Fe、Mn、Ni元素在该工艺流程中作为杂质被除去，“酸浸还原”过程中，、与反应生成、，的化合物也都与反应生成的硫酸盐，在“水解净化”过程中碳酸氢铵和发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀而除去，“氧化沉铁、锰”过程是将分别氧化为、过滤除去，利用“P507萃取剂”从“滤液”中分离，再反萃取后加入，最终得到。
【详解】（1）“酸浸还原”过程中，、与反应生成、，故化学反应方程式为；
（2）“酸浸还原”后溶液中含有等阳离子，在“水解净化”过程中碳酸氢铵中的和发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀而过滤除去，故“滤渣”为；
（3）在“氧化沉铁、锰”过程中将分别氧化为、从而过滤除去，故与发生的离子反应为；
随着反应时间的延长，具有较强氧化性，氧化，使其转化为沉淀，而造成钴的损失；
（4）根据图像，pH为3.5时，钴的萃取率高，镍的萃取率低，且C/Ni分离因素最大，分离效果最好，故萃取时的最佳水相pH为3.5，C正确；
答案选C。
16．(1) 4CuCl+O2+4H2O=3Cu(OH)2∙CuCl2+2HCl CuCl2溶液过多会降低产品的纯度 CuCl2溶液过少反应速率慢 产生有毒的SO2气体、污染环境 硫酸的利用率低
(2)向浸出液中边搅拌边滴加3%H2O2溶液，至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不产生蓝色沉淀；然后边搅拌边滴加1ml/L氨水至溶液的pH在3.2~4.7之间，停止加入氨水，过滤，向滤液中加1ml/L氨水至pH=6.7使Cu2+完全沉淀，继续滴加氨水至蓝色沉淀刚好完全溶解得到深蓝色溶液，向深蓝色溶液中加入无水乙醇析出Cu(NH3)4SO4∙H2O晶体，过滤，用无水乙醇洗涤，低温干燥
【分析】在三颈烧瓶中依次发生反应Cu+CuCl2=2CuCl、4CuCl+O2+4H2O=3Cu(OH)2∙CuCl2+2HCl、3Cu(OH)2∙CuCl2+3H2SO4=3CuSO4+CuCl2+6H2O制备硫酸铜。
【详解】（1）①根据反应Ⅰ可知，向三颈烧瓶中加入一定量的CuCl2溶液，充分搅拌至有大量白色固体CuCl生成；鼓入空气，待有大量墨绿色固体生成说明CuCl被氧化成3Cu(OH)2∙CuCl2，结合反应Ⅲ和分析可知，反应Ⅱ的化学方程式为4CuCl+O2+4H2O=3Cu(OH)2∙CuCl2+2HCl；
②根据上述反应过程可知，CuCl2溶液的作用是作催化剂，操作1中加入CuCl2溶液不能过多的原因是：CuCl2溶液过多会降低产品的纯度，也不能过少的原因是：CuCl2溶液过少反应速率慢。
③Cu与浓硫酸直接反应制取硫酸铜的化学方程式为Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O，与上述实验方案相比，Cu和浓硫酸直接反应制取硫酸铜的缺点有：产生有毒的SO2气体、污染环境；硫酸的利用率低。
（2）浸出液中含有CuSO4、FeSO4和Fe2(SO4)3，为制备Cu(NH3)4SO4∙H2O，首先要将FeSO4和Fe2(SO4)3除去，根据表中提供的金属离子开始沉淀为氢氧化物及完全沉淀的pH可知，应先用3%H2O2溶液将Fe2+完全氧化成Fe3+（此过程必须检验Fe2+完全氧化），然后用1ml/L氨水调节pH在3.2~4.7使Fe3+完全转化成Fe(OH)3沉淀、Cu2+不形成沉淀，经过滤后，向滤液中继续加1ml/L氨水至pH=6.7使Cu2+完全沉淀，继续加氨水至沉淀恰好完全溶解得到深蓝色的Cu(NH3)4SO4溶液，由于Cu(NH3)4SO4加热易失去NH3，故应向深蓝色的Cu(NH3)4SO4溶液加入无水乙醇使Cu(NH3)4SO4∙H2O结晶析出；故由浸出液制取Cu(NH3)4SO4∙H2O晶体的实验方案为：向浸出液中边搅拌边滴加3%H2O2溶液，至取少量溶液滴加K3[Fe(CN)6]溶液不产生蓝色沉淀；然后边搅拌边滴加1ml/L氨水至溶液的pH在3.2~4.7之间，停止加入氨水，过滤，向滤液中加1ml/L氨水至pH=6.7使Cu2+完全沉淀，继续滴加氨水至蓝色沉淀刚好完全溶解得到深蓝色溶液，向深蓝色溶液中加入无水乙醇析出Cu(NH3)4SO4∙H2O晶体，过滤，用无水乙醇洗涤，低温干燥得到Cu(NH3)4SO4∙H2O晶体。
17．(1)
(2) 碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小 酸性条件下，浓度大，发生的副反应程度大，导致不是所有的电子都用于还原，使法拉第效率较小
【详解】（1）根据盖斯定律，总反应=反应Ⅰ-反应Ⅱ-反应Ⅲ，则反应热 =；
（2）该原理为电解原理，在碱性或酸性条件下，将还原为或，中的碳元素化合价降低，得电子，为阴极电极反应，碱性条件下生成的电极反应式为：；
碱性条件下，有部分转化为带负电的，变成不易接近阴极、不易参与阴极电极反应的形式，导致参与还原反应生成或的减少，使总的选择性减小；
酸性条件下，电极Ⅲ发生，通过阳离子交换膜进入右侧阴极区，该电极区域浓度大于碱性条件下的阴极区浓度，发生的反应程度大，即电极Ⅳ有相当一部分电子参与的是生成的副反应，因为该副反应发生程度较大，法拉第效率FE较小；
由表中数据可知，，可列式，则，由， =，
由，可列式，，
由，可列式，，由，，则；
故答案为：；碱性条件下，有部分转化为，用于生成、的的量减少，使总的选择性减小；酸性条件下，浓度大，发生的副反应程度大，导致不是所有的电子都用于还原，使法拉第效率FE较小；。