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LiFePO4和Li2CO3都是重要的鋰的化合物。
Ⅰ.LiFePO4電極材料是動(dòng)力型鋰離子電池的理想正極材料。它可以通過H3PO4、LiOH和(NH42Fe(SO42溶液發(fā)生共沉淀反應(yīng)、將所得沉淀干燥、高溫成型而制得。實(shí)驗(yàn)室制備LiFePO4的方法:
步驟1:將LiOH置于題圖所示實(shí)驗(yàn)裝置的三頸燒瓶中,加入煮沸過的蒸餾水,攪拌使其溶解。從分液漏斗中滴加H3PO4溶液,并持續(xù)通入氮?dú)狻?br />菁優(yōu)網(wǎng)
步驟2:將(NH42Fe(SO42固體溶于蒸餾水中,迅速倒入三頸燒瓶中,快速攪拌,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌濾渣得LiFePO4固體。
(1)共沉淀反應(yīng)投料時(shí),不將FeSO4和LiOH溶液直接混合的原因是
FeSO4和LiOH溶液直接混合生成Fe(OH)2,而Fe(OH)2極易被氧化,最終產(chǎn)品中混有Fe(Ⅲ)化合物
FeSO4和LiOH溶液直接混合生成Fe(OH)2,而Fe(OH)2極易被氧化,最終產(chǎn)品中混有Fe(Ⅲ)化合物
。
(2)工業(yè)制取LiFePO4在高溫成型前,常向LiFePO4中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后LiFePO4的導(dǎo)電性能外,還能
利用其還原性,防止Fe(Ⅱ)被氧化
利用其還原性,防止Fe(Ⅱ)被氧化

Ⅱ.磷酸鋰渣(主要成分為Li3CO4)和廢舊電極材料(含鋁、炭、LiFePO4和FePO4)均可用于制取Li2CO3。
(3)實(shí)驗(yàn)室以磷酸鋰渣為原料制備高純Li2CO3的部分實(shí)驗(yàn)流程如圖:
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“低酸轉(zhuǎn)化”使Li3PO4轉(zhuǎn)化為Li2HPO4。寫出“磷鋰分離”的化學(xué)方程式:
2Li2HPO4+3CaCl2=Ca3(PO42↓+4LiCl+2HCl
2Li2HPO4+3CaCl2=Ca3(PO42↓+4LiCl+2HCl

(4)已知:Li2CO3微溶于水;LiFePO4、FePO4難溶于水和堿,可溶于鹽酸生成LiCl、FeCl2、FeCl3和H3PO4;pH>3.2時(shí),F(xiàn)e3+沉淀完全。完善由某廢舊電極材料制取Li2CO3的實(shí)驗(yàn)方案:邊攪拌邊向廢舊電極材料中加入NaOH溶液至不再產(chǎn)生氣泡,過濾,
向?yàn)V渣中邊攪拌邊加入鹽酸,至固體不再減少,過濾;向?yàn)V液中加入過量的雙氧水,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,過濾;邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至產(chǎn)生大量沉淀生成,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液若無沉淀生成
向?yàn)V渣中邊攪拌邊加入鹽酸,至固體不再減少,過濾;向?yàn)V液中加入過量的雙氧水,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,過濾;邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至產(chǎn)生大量沉淀生成,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液若無沉淀生成
,過濾、洗滌,低溫干燥得Li2CO3固體。(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:雙氧水、鹽酸、NaOH溶液、Na2CO3溶液)

【答案】FeSO4和LiOH溶液直接混合生成Fe(OH)2,而Fe(OH)2極易被氧化,最終產(chǎn)品中混有Fe(Ⅲ)化合物;利用其還原性,防止Fe(Ⅱ)被氧化;2Li2HPO4+3CaCl2=Ca3(PO42↓+4LiCl+2HCl;向?yàn)V渣中邊攪拌邊加入鹽酸,至固體不再減少,過濾;向?yàn)V液中加入過量的雙氧水,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,過濾;邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至產(chǎn)生大量沉淀生成,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液若無沉淀生成
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/8/17 2:0:1組卷:18引用:5難度:0.6
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  • 1.鉻明礬[KCr(SO42?12H2O]易溶于水,難溶于乙醇,主要用作鞣劑,媒染劑及照相定影劑等。某實(shí)驗(yàn)小組通過SO2還原K2Cr2O7酸性溶液來制備,其裝置如圖所示:
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    (1)寫出A中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式
     
    。
    (2)裝置B中K2Cr2O7所發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為
     
    ;其中多孔球泡的作用是
     
    。
    (3)裝置B中充分反應(yīng)后,獲得鉻明礬晶體的方法:向混合物中加入乙醇后析出晶體,經(jīng)過
     
    ,干燥后得到鉻明礬晶體,向裝置B的混合物中加入乙醇的目的是
     
    。
    (4)測(cè)定樣品純度:
    步驟一:稱取1.000g產(chǎn)品配成250mL溶液,取25.00mL溶液于錐形瓶中;
    步驟二:加適量NaOH將其轉(zhuǎn)化為CrO2-,并加稍過量的H2O2將CrO2-氧化為CrO42-;
    步驟三:再加入過量的H2SO4酸化并煮沸,加入足量的KI固體,加塞搖勻,將Cr(VI)還原為Cr3+;
    步驟四:加入適量淀粉溶液,用0.02000mol/LNa2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平行測(cè)定三次,平均消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00mL(已知:2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI)。
    ①加入硫酸后CrO42-發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為
     
    ;
    ②步驟三中加入KI固體前要將溶液加熱煮沸,其主要原因是
     
    ;加入的KI必須過量的原因是除了與Cr(VI)充分反應(yīng)外,還可以
     
    ;
    ③產(chǎn)品中KCr(SO42?12H2O(M=499.0g/mol)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
     
    (保留4位有效數(shù)字)。

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:43引用:1難度:0.4
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.化學(xué)興趣小組向盛有亞硫酸鈉溶液的三頸燒瓶中通入SO2制NaHSO3,再將裝置A中導(dǎo)氣管換成橡皮塞,加入鋅粉和甲醛溶液,在80~90℃下,反應(yīng)約3h,冷卻至室溫,過濾,將濾液蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,可制得次硫酸氫鈉甲醛(NaHSO2?HCHO?2H2O),下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:6引用:3難度:0.6
  • 3.I.堿性鋅錳干電池的總反應(yīng)為Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2.該電池中,負(fù)極材料是
     
    ,正極反應(yīng)式為
     

    Ⅱ.以廢舊鋅錳干電池處理得到的混合物為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如圖1所示.
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    請(qǐng)回答下列問題:
    (1)MnxZn1-xFe2O4中鐵元素化合價(jià)為+3,則錳元素的化合價(jià)為
     

    (2)活性鐵粉除汞時(shí),鐵粉的作用是
     
    (填“氧化劑”或“還原劑”).
    (3)除汞是以氮?dú)鉃檩d氣吹入濾液中,帶出汞蒸氣經(jīng)KMnO4溶液進(jìn)行吸收而實(shí)現(xiàn)的.在恒溫下不同pH時(shí),KMnO4溶液對(duì)Hg的單位時(shí)間去除率及主要產(chǎn)物如圖2所示.
    ①寫出pH=2時(shí)KMnO4溶液吸收汞蒸氣的離子方程式
     

    ②在強(qiáng)酸性環(huán)境中汞的單位時(shí)間去除率高,其原因除氫離子濃度增大使KMnO4溶液的氧化性增強(qiáng)外,還可能是
     

    (4)用惰性電極電解K2MnO4溶液制備KMnO4的裝置如圖3所示.
    ①a應(yīng)接直流電源的
     
    (填“正”或“負(fù)”)極.
    ②已知25℃,兩室溶液的體積均為100mL,電解一段時(shí)間后,右室溶液的pH由10變?yōu)?4,則理論上可制得
     
    mol KMnO4 (忽略溶液的體積和溫度變化).

    發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:50引用:1難度:0.7
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