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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】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/17 2:0:1組卷:18引用:5難度:0.6
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.溴苯是一種化工原料,實(shí)驗(yàn)室合成溴苯的裝置示意圖及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
    溴苯
    密度/g?cm-3 0.88 3.10 1.50
    沸點(diǎn)/℃ 80 59 156
    水中溶解度 微溶 微溶 微溶
    按下列合成步驟回答問題:
    (1)裝置c的名稱為
     
    ,裝置a的名稱為
     

    (2)在a中加入10.0mL無水苯和少量鐵屑。在b中小心加入8.0mL液態(tài)溴。向a中滴入幾滴溴,有白霧產(chǎn)生,是因?yàn)樯闪?!--BA-->
     
    氣體。繼續(xù)滴加至液溴滴完。裝置d中NaOH的作用
     
    ;
    (3)液溴滴完后,經(jīng)過下列步驟分離提純:
    ①向a中加入10mL水,然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑;
    ②濾液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL水洗滌。NaOH溶液洗滌的作用是
     
    ;③向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣,靜置、過濾。加入氯化鈣的目的是
     

    (4)經(jīng)以上分離操作后,粗溴苯中還含有的主要雜質(zhì)為
     
    ,要進(jìn)一步提純,下列操作中必須的是
     
    (填入正確選項(xiàng)前的字母);
    A.重結(jié)晶  B.過濾  C.蒸餾  D.萃取
    (5)在該實(shí)驗(yàn)中,a的容積最適合的是
     
    (填入正確選項(xiàng)前的字母)。
    A.25mL  B.50mL  C.250mL  D.500mL
    (6)經(jīng)過提純后,得到純凈的溴苯8.8g,則該次實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為
     
    (保留三位有效數(shù)字)
    (已知產(chǎn)率指的是某種生成物的實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值)

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:14引用:1難度:0.5
  • 2.溴苯是一種常用的化工原料,通常以苯和溴為原料制取,查資料知:
      溴苯
    密度/g?cm-3 0.88 3.10 1.50
    沸點(diǎn)/℃ 80 59 156
    在水中的溶解度 微溶 微溶 微溶
    實(shí)驗(yàn)室制備溴苯的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
    步驟1:在a中加入15mL苯和少量鐵屑,再將b中4.0mL液溴慢慢加入到a中。
    步驟2:充分反應(yīng)后,向a中加入10mL水,然后過濾除去未反應(yīng)的鐵屑。
    步驟3:濾液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL 水洗滌,分液得粗溴苯。
    步驟4:向分出的粗溴苯中加入少量的無水氯化鈣,靜置、過濾即得粗產(chǎn)品。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)步驟1儀器a中發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為:
     
    。
    (2)儀器c的作用是冷凝回流,回流的主要物質(zhì)有:
     
    。
    (3)步驟3中NaOH所發(fā)生的主要反應(yīng)是:
     
    。
    (4)若將圖1虛線框部分改為圖2裝置,其中試管C中苯的作用是
     
    ,D中的現(xiàn)象是
     
    ,E中的現(xiàn)象是
     
    ,E中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是
     
    ,據(jù)此判斷燒瓶a中發(fā)生的有機(jī)反應(yīng)的類型為
     
    。
    (5)反應(yīng)完畢后,將燒瓶a中的液體倒入盛有冷水的燒杯里,可以觀察到燒杯底部有褐色不溶于水的液體生成,這可能是因?yàn)?!--BA-->
     
    的緣故。純溴苯為
     
    色液體,它的密度比水
     
    (輕或重),將溴苯和苯的混合物分離的操作是
     
    。

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:5引用:1難度:0.5
  • 3.阿司匹林是一種歷史悠久的解熱鎮(zhèn)痛藥,學(xué)名為乙酰水楊酸,結(jié)構(gòu)簡式為菁優(yōu)網(wǎng).某探究小組在實(shí)驗(yàn)室探究阿司匹林的合成,主要原料是水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與醋酸酐[(CH3CO)2O],制備基本實(shí)驗(yàn)流程如下:
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    已知:①乙酰水楊酸是白色晶體,易溶于乙醇、乙醚,在128~135℃易分解.
    ②主要試劑和產(chǎn)品的其它物理常數(shù)
    名稱 相對分子質(zhì)量 熔點(diǎn)或沸點(diǎn)(℃) 水溶性
    水楊酸 132 158(熔點(diǎn)) 微溶
    醋酸酐 102 139.4(沸點(diǎn)) 與水反應(yīng)
    乙酰水楊酸 180 135(熔點(diǎn)) 微溶
    請根據(jù)以上信息回答下列問題:
    (1)寫出水楊酸與醋酸酐制備阿司匹林的化學(xué)方程式
     

    (2)制備阿司匹林主反應(yīng)時(shí),儀器必須干燥的原因是
     

    (3)合成阿司匹林主反應(yīng)時(shí),最合適的加熱方法是
     
    ,除酒精燈外,該加熱裝置還需要的玻璃儀器有
     

    (4)提純粗產(chǎn)品時(shí)加入飽和NaHCO3溶液至沒有CO2產(chǎn)生為止,再抽濾(即減壓過濾),結(jié)合提純流程回答加飽和NaHCO3溶液的目的是
     

    (5)最終所得產(chǎn)品可能仍含有少量水楊酸,檢驗(yàn)含有水楊酸的操作和現(xiàn)象是
     

    發(fā)布:2024/11/15 8:0:2組卷:9引用:1難度:0.3
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