LiFePO4電極材料是動(dòng)力型鋰離子電池的理想正極材料。
（1）LFePO4具有良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，與PO43-的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，PO43-的立體構(gòu)型為 正四面體正四面體。
（2）通常在電極材料表面進(jìn)行“碳”包覆處理以增強(qiáng)其導(dǎo)電性?？箟难幔?img alt src="https://img.jyeoo.net/quiz/images/202112/238/e018faef.png" style="vertical-align:middle" />）常被用作碳包覆的碳源，其易溶于水的原因是 分子中含有多個(gè)羥基，可與水分子間形成氫鍵分子中含有多個(gè)羥基，可與水分子間形成氫鍵。
（3）以LiOH、FeSO4、H3PO4和葡萄糖為原料，利用如圖所示裝置（固定裝置已略去）制取LiFePO4/C電極的過程如圖：
步驟1：準(zhǔn)確稱量18.00gLiOH、38.00gFeSO4和75mLH3PO4溶液（含溶質(zhì)24.50g）。
步驟2：將LiOH置于三頸燒瓶中，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，實(shí)驗(yàn)過程中不斷通入氮?dú)?，直至H3PO4滴加完畢。
步驟3：將FeSO4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，過濾并洗滌沉淀得LiFePO4固體。
步驟4：將LiFePO4與一定量葡萄糖混合，惰性氣氛下加熱，得到LiFePO4/C。
①步驟2向三頸燒瓶中通入N2的目的是 排除裝置中的氧氣，防止Fe2+被氧化排除裝置中的氧氣，防止Fe2+被氧化，該步驟為達(dá)到相同目的采取的措施還有 加入煮沸過的蒸餾水加入煮沸過的蒸餾水。
②步驟3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 Li3PO4+FeSO4=LiFePO4+Li2SO4Li3PO4+FeSO4=LiFePO4+Li2SO4。
（4）已知：Li2CO3微溶于水；LFePO4、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（含鋁、炭、LiFePO4和FePO4）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，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，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】正四面體；分子中含有多個(gè)羥基，可與水分子間形成氫鍵；排除裝置中的氧氣，防止Fe2+被氧化；加入煮沸過的蒸餾水；Li3PO4+FeSO4=LiFePO4+Li2SO4；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，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：2024/4/20 14:35:0組卷：3引用：1難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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