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、CoCO3难溶于水，Li2CO3微溶于水；
② Co2O3有强氧化性，能氧化盐酸；
③ 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） 步骤D中加人盐酸的作用是________________。
（3） 步骤III中Na2CO3溶液的作用是调节溶液的PH，应使溶液的pH控制在_____(填范围），废渣I中的成分有________________。
（4） 步骤V中产生CoCO3的离子方程式是________________。
（5） 滤渣II用硫酸处理后用三室式电渗析法电解可得LiOH溶液和稀硫酸。则离子交换膜c为__________(填“阴”或“阳”)离子交换膜，随着电解的进行，阴极区pH将_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（6） 向所得LiOH溶液中加入NH4HCO3即可得到Li2CO3。工业上以碳酸锂和碳酸钴在空气中高温煅烧制备锂离子电池的正极材料钴酸锂 (LiCoO2)时，还会产生一种三原子构成的直线型气体分子，该分子的电子式为_______________，写出工业上用上述方法制备钴酸锂的化学反应方程式___________________。
（7） 某锂离子充电时电池的总反应为C6+ LiCoO2==LixC6+Li1-xCoO2，该锂离子电池放电时正极的电极反应式为__________________。
氢气是清洁的能源，也是重要的化工原料，根据以下两种制氢方法，完成下列问题：
（1）方法一:H2S热分解法，反应式为：2H2S(g)
2H2(g) + S(g) △H，在恒容密闭容器中，测定H2S分解的转化率(H2S的起始浓度均为cmol/L)，测定结果见图1，其中曲线a表示H2S的平衡转化率与温度关系，曲线b表示不同温度下反应经过相同时间未达到化学平衡时H2S的转化率。
①△H ______0(填“>”“<”或“=”）。
②若985 ℃时，反应经t min达到平衡，此时H2S的转化率为40%，则tmin内反应速率v(H2)=________(用含c、t的代数式表示）。
③请说明随温度的升高，曲线b向曲线a接近的原因: _______________。
（2）方法二:以CaO为吸收体，将生物材质（以C计）与水蒸气反应制取H2。相关主要反应如下：
I．C(s)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)△H=+131．6kJ/mol
II.CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)△H=-43kJ/mol
III.CaO(s)+CO2(g)==CaCO3(s)△H=-178．3kJ/mol
①计算反应C(s)+2H2O(g)+CaO(s)==CaCO3(s)+2H2(g)的△H =________(保留到小数点后面1位)；若K1、K2、K3分别为反应I、II、III的平衡常数，该反应的平衡常数k=_________(用K1、K2、K3表示）。
② 对于可逆反应 C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s) + 2H2(g)，采取以下措施可以提高H2产率的是___________。（填字母编号）
A．适当的降低体系的温度 B．压缩容器的体积
C．用特殊材料吸收氢气 D．增加CaO的量
③ 图2为反应I在一定温度下，平衡时各气体体积百分含量随压强变化的关系图。若反应达某一平衡状态时，测得c( H2O) = 2c(H2)= 2c(CO) = 2 mol/L，试根据H2O的体积百分含量变化曲线，补充完整 CO的变化曲线示意图。
全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池，目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图：
请回答下列问题：
（1） 钒的氧化物是化学工业中最佳催化剂之一，有“化学面包”之称。已知钒原子的质子数为23,则钒在元素周期表中的位置是_____________。
（2） 钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同种类的钒离子(V2+、V3+、VO2+、VO2+)为正极和负极电极反应的活性物质，电池总反应为VO2++V3+ +H2O
V2++VO2++2H+。放电时的正极反应式为______________，充电时，b为外界电源的_________极，充电时电池的负极反应式为______________。
（3） 为保证电池稳定运行，“隔膜”选用质子交换膜，利用钒电池进行电解精炼铜，每得到64 g精铜，钒电池正负极电解液质量将相差__________g(水分子无法透过隔膜，假设原正负极电解液质量相同）。
某实验小组利用如下装置（部分固定装置略）制备氮化钙（CaxN2）并探究其实验式。
（1）按图连接好实验装置。检查装置的气密性，方法是_____________。
（2）反应过程中末端导管必须插入试管A的水中，目的是________________。
（3）制备氮化钙的操作步骤是:①打开活塞K并通入N2；②点燃酒精灯，进行反应；③反应结束后，__________；④拆除装置，取出产物。
（4）数据记录如下:
空瓷舟质量 m0/g | 瓷舟与钙的质量 m1/g | 瓷舟与产物的质景 m2/g |
14．80 | 15.08 | 15．15 |
① 计算得到实验式CaxN2，其中x=______________。
② 若通入的N2中混有少量O2，请比较x与3的大小，并给出判断依据:________________。
将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中，两者恰好完全反应，假设反应过程中还原产物全是NO,向所得溶液中加入物质的量浓度为3 mol/L的 NaOH溶液至沉淀完全，测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加5．1 g，则下列有关叙述中正确的是
A．开始加人合金的质量可能为16．4 g
B．产物NO的体积为2.24 L
C．参加反应的硝酸的物质的量为0．1 mol
D．生成沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mL
某磁黄铁矿的主要成分是FexS(S为一2价），既含有Fe2+又含有Fe3+。将一定量的该磁黄铁矿与100mL的盐酸恰好完全反应(注:矿石中其他成分不与盐酸反应），生成硫单质2．4 g、FeCl2 0．425 mol和一定量H2S气体，且溶液中无Fe3+。则下列说法正确的是
A．100 mL的盐酸中HC1物质的量浓度为7．5 mol/L
B．生成的H2S气体在标准状况下的体积为2．24 L
C．该磁黄铁矿FexS中，Fe2+与Fe3+的物质的量之比为3 : 1
D．该磁黄铁矿中FexS的x=0．85
