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（NH4）2Fe（SO4）2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 />
步驟2：將（NH4）2Fe（SO4）2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：
“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（PO4）2↓+4LiCl+2HCl2Li2HPO4+3CaCl2=Ca3（PO4）2↓+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（PO4）2↓+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(píng)】
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發(fā)布：2024/8/17 2:0:1組卷：19引用：5難度：0.6
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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(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 -
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(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 -
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