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：①有關沉淀數(shù)據(jù)如下表（“完全沉淀”時金屬離子濃度≤1.0×10-5 mol?L-1）。
| 沉 淀 | Al（OH）3 | Fe（OH）2 | Fe（OH）3 | Co（OH）2 | Mn（OH）2 | Mg（OH）2 |
| 恰好完全沉淀時pH | 5.2 | 8.8 | 3.2 | 9.4 | 9.8 | 11.1 |
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℃，裝置如上圖所示。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＞12，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AlO2-，無法去除
防止鋁元素轉(zhuǎn)化為AlO2-，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
Na2SO4
Na2SO4
雜質(zhì)（填化學式）。（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，寫出反應方程式：
6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2
高溫
6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2
。高溫
（5）CoC2O4?2H2O熱分解可制備Co3O4。請補充完整由含c（Co2+）=0.1 mol?L-1的浸出液（含有雜質(zhì)Al3+、Fe3+、Fe2+）制備純凈的CoC2O4?2H2O實驗方案：
向浸出液中邊攪拌加入適量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH的范圍至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+；過濾，向濾液中加入（NH4）2C2O4溶液至不再產(chǎn)生沉淀，過濾，用蒸餾水洗滌至取最后一次洗滌的濾液加入AgNO3溶液不再出現(xiàn)沉淀為止
向浸出液中邊攪拌加入適量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH的范圍至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+；過濾，向濾液中加入（NH4）2C2O4溶液至不再產(chǎn)生沉淀，過濾，用蒸餾水洗滌至取最后一次洗滌的濾液加入AgNO3溶液不再出現(xiàn)沉淀為止
，干燥，得到CoC2O4?2H2O晶體。（須使用的試劑：NaClO3，NaOH，AgNO3溶液，（NH4）2C2O4，蒸餾水）
（6）為確定由CoC2O4?2H2O獲得Co3O4的最佳煅燒溫度，準確稱取4.575 g的CoC2O4?2H2O樣品，在空氣中加熱，固體樣品的剩余質(zhì)量隨溫度的變化如圖所示（已知385℃以上殘留固體均為金屬氧化物）。經(jīng)測定，205～385℃的煅燒過程中，產(chǎn)生的氣體為CO2，計算AB段消耗O2在標準狀況下的體積
0.37L
0.37L
（寫出計算過程，結果保留2位有效數(shù)字）。【考點】制備實驗方案的設計．
【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AlO2-，無法去除；Na2SO4；6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2；向浸出液中邊攪拌加入適量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)pH的范圍至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+；過濾，向濾液中加入（NH4）2C2O4溶液至不再產(chǎn)生沉淀，過濾，用蒸餾水洗滌至取最后一次洗滌的濾液加入AgNO3溶液不再出現(xiàn)沉淀為止；0.37L
高溫
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：29引用：1難度：0.4
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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、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”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，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Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當pH=5時，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.藥典標準規(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)量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4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”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，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
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.藥典標準規(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)量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1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”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，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pH=5時，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