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Li2CO3可用于制備鋰電池的正極材料LiCoO2，以某鋰云母礦石（主要成分為Li2O，還有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等雜質(zhì)）制備Li2CO3。
已知：
①Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10 -38、Ksp[Mn（OH）2]=2×10-13、Ksp[Mg（OH）2]=1.2×10-11、Ksp[Al（OH）3]=1.0×10 -33
②Co3O4、CoO均難溶于水。Co3O4難溶于酸，CoO能溶于酸中。
③當(dāng)溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時，已完全沉淀。
④部分物質(zhì)的溶解度曲線如圖2所示。
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利用鋰云母礦石制備Li2CO3步驟如下：
（1）酸浸。
向鋰云母礦石中加入30%硫酸，加熱至90℃，裝置如圖1所示。燒杯中試劑的作用是
吸收HF，防止污染空氣
吸收HF，防止污染空氣
。
（2）調(diào)pH。
向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH約為6，過濾。再向濾液中繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液調(diào)pH＞13，過濾，此時的濾渣主要成分為
Mg（OH）2、Mn（OH）2
Mg（OH）2、Mn（OH）2
。分兩次調(diào)節(jié)pH的主要原因是
防止鋁元素轉(zhuǎn)化為
A
l
O
-
2
，無法去除
防止鋁元素轉(zhuǎn)化為
A
l
O
-
2
，無法去除
。
（3）沉鋰。
將已經(jīng)除雜的溶液蒸發(fā)濃縮，向濃縮后的濾液中加入稍過量飽和Na2CO3溶液，加熱煮沸，趁熱過濾，將濾渣洗滌烘干，得Li2CO3固體。濃縮液中離子濃度過大將在產(chǎn)品中引入雜質(zhì) 
Na2SO4
Na2SO4
（填化學(xué)式）。
（4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空氣中高溫加熱可以制備鋰電池的正極材料LiCoO2，寫出反應(yīng)方程式：
6Li2CO3+4Co3O4+O2
高溫
12LiCoO2+6CO2
6Li2CO3+4Co3O4+O2
高溫
12LiCoO2+6CO2
。
（5）Co3O4可由CoCO3熱分解制備。CoCO3在有氧和無氧環(huán)境下的所得Co3O4和CoO的百分含量與溫度關(guān)系如7圖3所示。請補(bǔ)充完整由CoCO3制備較純凈的Co3O4實驗方案，取一定質(zhì)量的CoCO3于熱解裝置中，
在空氣中加熱固體（加熱時鼓入氧氣），溫度在900～1000°C保持一段時間，取出固體，冷卻；向固體中邊攪拌、邊加入1mol/LH2SO4至固體不再減少，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣至最后一次洗滌液加BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象
在空氣中加熱固體（加熱時鼓入氧氣），溫度在900～1000°C保持一段時間，取出固體，冷卻；向固體中邊攪拌、邊加入1mol/LH2SO4至固體不再減少，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣至最后一次洗滌液加BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象
，干燥。（須使用的試劑和儀器有：1mol/LH2SO4，蒸餾水，BaCl2溶液）
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【答案】吸收HF，防止污染空氣；Mg（OH）2、Mn（OH）2；防止鋁元素轉(zhuǎn)化為
A
l
O
-
2
，無法去除；Na2SO4；6Li2CO3+4Co3O4+O2
高溫
12LiCoO2+6CO2；在空氣中加熱固體（加熱時鼓入氧氣），溫度在900～1000°C保持一段時間，取出固體，冷卻；向固體中邊攪拌、邊加入1mol/LH2SO4至固體不再減少，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣至最后一次洗滌液加BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象
【解答】
【點評】
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：2024/6/27 10:35:59組卷：83引用：6難度：0.3
相似題

  • 1．某小組以CoCl2?6H2O、過氧化氫、液氨、氯化銨固體為原料，在活性炭催化下，合成了橙黃色晶體X．為確定其組成，進(jìn)行如下實驗（加熱儀器和固定儀器省略）：
    ①氨的測定：精確稱取w g X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品溶液中的氨全部蒸出，用V1 mLc1 mol?L-1的鹽酸溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2 mol?L-1NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2 mLNaOH溶液。
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    ②氯的測定：準(zhǔn)確稱取樣品X配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)磚紅色沉淀不在消失為終點（Ag2CrO4為磚紅色）。  回答下列問題：
    （1）裝置中安全管的作用是
     
    。
    （2）用氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的氯化氫，部分操作步驟是檢查滴定管是否漏液、用蒸餾水洗滌、
     
    、排滴定管尖嘴的氣泡、調(diào)節(jié)堿式滴定管內(nèi)液面至0刻度或0刻度以下、滴定、讀數(shù)、記錄并處理數(shù)據(jù)；下列操作或情況會使測定樣品中NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高的是
     
    （填代號）。
    A．裝置氣密性不好              B．用酚酞作指示劑
    C．滴定終點時俯視讀數(shù)         D．滴定時NaOH溶液外濺
    （3）樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為
     
    。
    （4）測定氯的滴定終點時，若溶液中c（Ag+）=2.0×10-5 mol?L-1，c（CrO42-）為
     
    mol?L-1．（已知：Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12）。如果滴加K2CrO4溶液過多，測得結(jié)果會
     
    （填：偏高、偏低或無影響）。
    （5）經(jīng)測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1：6：3，鈷的化合價為
     
    。制備X的化學(xué)方程式為
     
    。

    發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：2引用：1難度：0.4

  • 菁優(yōu)網(wǎng)2．某科學(xué)家在實驗室中將CoCl2?6H2O溶解在煮沸的NH4Cl溶液后，趁熱倒入盛有少量活性炭的錐形瓶中，冷卻后依次加入濃氨水和H2O2，經(jīng)過一系列的反應(yīng)，最終制得了一種橙黃色晶體X，為確定其組成，進(jìn)行如下實驗：
    實驗一、氨的測定：精確稱取w g X，加適量水溶解，注入如圖所示的三頸瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸氣，將樣品液中的氨全部蒸出，用V1mL c1mol?L-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液吸收。蒸氨結(jié)束后取下接收瓶，用c2mol?L-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2mL NaOH溶液。
    實驗二、氯的測定：準(zhǔn)確稱取樣品X，配成溶液后用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，K2CrO4溶液為指示劑，至出現(xiàn)磚紅色沉淀不再消失為終點（Ag2CrO4為磚紅色）
    回答下列問題：
    （1）圖中2是一個長玻璃管，其作用原理是
     
    。
    （2）樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為
     
    。
    （3）測定氨前應(yīng)進(jìn)行的操作是
     
    。
    （4）測定氯的過程中，使用棕色滴定管的原因是
     
    ，滴定終點的現(xiàn)象是
     
    ，若溶液中c（Ag+）=2.0×10-5mol?L-1，c（
    C
    r
    O
    2
    -
    4
    ）為
     
    mol?L-1．（已知：Ksp（Ag2CrO4）=1.12×10-12）
    （5）經(jīng)測定，樣品X中鈷、氨和氯的物質(zhì)的量之比為1：6：3，鈷的化合價為
     
    ，X的制備過程中溫度不能過高的原因是
     
    。

    發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：0引用：1難度：0.4

  • 3．CoCl2?6H2O是一種陶瓷著色劑．利用水鈷礦[主要成分為Co2O3、Co（OH）3，還含少量Fe2O3、Al203、MnO等]制取CoCl2?6H2O的工藝流程如圖1：
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    已知：①浸出液中含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
    ②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表：（金屬離子濃度為：0.01mol/L）
    沉淀物 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Co（OH）2 Al（OH）3 Mn（OH）2
    開始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7
    完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8
    ③CoCl2?6H2O熔點為86℃，加熱至110～120℃時，失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷．
    （1）寫出浸出過程中Co（OH）3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
     
    ．
    （2）寫出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式
     
    ．
    （3）“加Na2CO3調(diào)pH至a”，則a的范圍是
     
    ．
    （4）制得的CoCl2?6H2O在烘干時需減壓烘干的原因是
     
    ；
    （5）萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖2．向“濾液”中加入萃取劑的目的是
     
    ；其使用的最佳pH范圍是
     
    ．
    A.2.0?2.5　　　　　　B.3.0?3.5　　　C.4.0?4.5　　　　　　　D.5.0?5.5
    （6）操作1為蒸發(fā)濃縮、
     
    ．
    （7）實驗室用足量的濃鹽酸完全溶解一定量的鈷的氧化物Cox0y（其中鈷的化合價為+2、+3），若得到含13gCoCl2的溶液并產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下448mL的黃綠色氣體，則y：x=
     
    ．

    發(fā)布：2024/11/5 8:0:2組卷：11引用：1難度：0.5
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