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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(guò)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(guò)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(guò)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L(zhǎng)i3CO4)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L(zhǎng)i2HPO4。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(guò)濾,
向?yàn)V渣中邊攪拌邊加入鹽酸,至固體不再減少,過(guò)濾;向?yàn)V液中加入過(guò)量的雙氧水,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,過(guò)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(wú)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(guò)濾;向?yàn)V液中加入過(guò)量的雙氧水,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,過(guò)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(wú)沉淀生成
,過(guò)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(guò)濾;向?yàn)V液中加入過(guò)量的雙氧水,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,過(guò)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(wú)沉淀生成
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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
  • 1.正溴丁烷(CH3CH2CH2CH2Br)是一種重要的有機(jī)合成工業(yè)原料.在實(shí)驗(yàn)中可利用如圖1裝置(加熱或夾持裝置省略)制備正溴丁烷.制備時(shí)的化學(xué)反應(yīng)方程式及有關(guān)數(shù)據(jù)如下:NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4
    C4H9OH+HB
    濃硫酸
    rC4H9Br+H2O
    物質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量密度/g?cm-3沸點(diǎn)/℃水中溶解性
    正丁醇740.80117.3微溶
    正溴丁烷1371.27101.6難溶
    溴化氫81------極易溶解
    實(shí)驗(yàn)步驟:在裝置A中加入2mL水,并小心加入28mL濃硫酸,混合均勻后冷卻至室溫.再依次加入18.5mL正丁醇和26g溴化鈉,充分搖振后加入沸石,連接氣體吸收裝置C.將裝置A置于石棉網(wǎng)上加熱至沸騰,然后調(diào)節(jié)為小火使反應(yīng)物保持平穩(wěn)地回流.一段時(shí)間后停止加熱,待反應(yīng)液冷卻后,拆去裝置B,改為蒸餾裝置,蒸出粗正溴丁烷.
    請(qǐng)回答下列問(wèn)題;
    (1)儀器A的名稱是
     
    ,儀器B的作用是
     
    .操作中加入沸石的作用是
     

    (2)裝置C中盛裝的液體是
     
    ,其作用是
     

    (3)制備的粗產(chǎn)物正溴丁烷中往往含有水分、正丁醇等雜質(zhì),加入干燥劑出去水分后,再由圖2操作中的
     
    制備純凈的正溴丁烷.
    (4)若制備實(shí)驗(yàn)的“回流”過(guò)程中不采用“調(diào)節(jié)為小火”,仍采用大火加熱回流,則會(huì)使產(chǎn)品產(chǎn)率偏
     
    (填“高”或“低”),試說(shuō)出其中一種原因:
     

    (5)若最終得到13.6g純凈的正溴丁烷,則該實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率是
     
    (保留三位有效數(shù)字)
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    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:12引用:2難度:0.7
  • 2.B.[實(shí)驗(yàn)化學(xué)]
    2-甲基-2-己醇的制備原理為:
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    可能的副反應(yīng)有:
    ①RMgBr+H2O→RH+Mg(OH)Br
    ②RMgBr+RBr→R-R+MgBr2
    已知部分化合物的物理常量數(shù)見(jiàn)表
    名稱 相對(duì)分子質(zhì)量 性狀 密度(g?mol-1 沸點(diǎn)(℃) 溶解性
    乙醚
    2-甲基-2-己醇 116 無(wú)色液體 0.8120 143 微溶
    無(wú)水乙醚 74 無(wú)色液體 0.7138 34.5 微溶 -
    2-甲基-2-己醇的制備步驟如下:
    步驟1:正丁基溴化鎂的制備
    如圖配制儀器,向三頸燒瓶?jī)?nèi)投入3.1g鎂條、15ml無(wú)水乙醚;在恒壓滴液漏斗中混合13.5ml正溴丁烷和15ml無(wú)水乙醚,先向瓶?jī)?nèi)滴入約5ml無(wú)水乙醚,開(kāi)動(dòng)攪拌,并滴入剩余的混合液,滴加完畢后,在熱水浴上回流20min,使鎂條幾乎作用完全,得正丁基溴化鎂.
    步驟2:2-甲基-2-己醇的制備
    自恒壓滴液漏斗中滴入10ml丙酮和15ml無(wú)水乙醚的混合液,攪拌15min后恒壓滴液漏斗中分批加入10ml 10%硫酸溶液,待反應(yīng)完全后,分離得到醚溶液.
    步驟3:蒸餾
    將醚溶液加入燒瓶中,蒸去乙醚,再在電熱套上直接加熱蒸出產(chǎn)品,收集137~144℃餾分.菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)裝置圖中干燥管的作用是
     

    (2)步驟1所得正丁基溴化鎂中除未反應(yīng)物外,還可能混有
     
    (填名稱)雜質(zhì).
    (3)步驟2中的反應(yīng)是放熱反應(yīng),為避免反應(yīng)過(guò)于劇烈,可采取的措施有
     

    (4)步驟2中分離出醚溶液所使用的主要儀器是
     
    ,具體操作是
     

    (5)步驟3蒸去乙醚的加熱方式最好采取
     

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:15引用:1難度:0.5
  • 3.正溴丁烷可用于合成麻醉藥鹽酸丁卡因,也用于生產(chǎn)染料和香料,是稀有元素萃取的溶劑及有機(jī)合成的中間體,實(shí)驗(yàn)室用下列反應(yīng)制備正溴丁烷:CH3CH2CH2CH2OH+NaBr(s)+H2SO4(75%)→CH3CH2CH2CH2Br+NaHSO4+H2O;其制備提純?nèi)鐖D(夾持裝置略)。下列操作錯(cuò)誤的是( ?。?br />
    A B C D
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    制備正溴丁烷 與A連接吸收HBr 除去因硫酸濃度大產(chǎn)生的黃色物質(zhì) 從除去無(wú)機(jī)物后的粗產(chǎn)品中提取正溴丁烷

    發(fā)布:2024/11/10 8:0:1組卷:7引用:1難度:0.5
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