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用含鋰廢渣(主要金屬元素的含量:Li3.50%Ni6.55%Ca6.41%Mg13.24%)制備Li2CO3,并用其制備Li+電池的正極材料LiFePO4。部分工藝流程如圖:
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資料:ⅰ.濾液1、濾液2中部分離子的濃度(g?L-1):
Li+ Ni2+ Ca2+ Mg2+
濾液1 22.72 20.68 0.36 60.18
濾液2 21.94 7.7×10 0.08 0.78×10-3
ⅱ.EDTA能和某些二價金屬離子形成穩(wěn)定的水溶性絡合物。
ⅲ.某些物質的溶解度(S):
T/℃ 20 40 60 80 100
S(Li2CO3)/g 1.33 1.17 1.01 0.85 0.72
S(Li2SO4)/g 34.7 33.6 32.7 31.7 30.9
Ⅰ.制備Li2CO3粗品
(1)上述流程中為加快化學反應速率而采取的措施是
研磨、70℃加熱
研磨、70℃加熱
。
(2)濾渣2的主要成分有
Ni(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH)2
Ni(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH)2

(3)向濾液2中先加入EDTA,再加入飽和Na2CO3溶液,90℃充分反應后,分離出固體Li2CO3粗品的操作是
趁熱過濾
趁熱過濾
。
Ⅱ.純化Li2CO3粗品
(4)將Li2CO3轉化為LiHCO3后,用隔膜法電解LiHCO3溶液制備高純度的LiOH。電解原理如圖所示,陽極的電極反應式是
4OH--4e-=2H2O+O2
4OH--4e-=2H2O+O2
,該池使用了
(填“陽”或“陰”)離子交換膜。請結合電極反應式,解釋高濃度LiOH溶液產(chǎn)生的原因:
陰極電極方程式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,生成OH-,Li+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū),則陰極產(chǎn)生高濃度LiOH溶液
陰極電極方程式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,生成OH-,Li+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū),則陰極產(chǎn)生高濃度LiOH溶液
。后續(xù)再轉化得電池級Li2CO3
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Ⅲ.制備LiFePO4
(5)將電池級Li2CO3和C、FePO4高溫下反應,生成LiFePO4和一種可燃性氣體,該反應的化學方程式是
Li2CO3+2C+2FePO4
高溫
2LiFePO4+3CO↑
Li2CO3+2C+2FePO4
高溫
2LiFePO4+3CO↑
【答案】研磨、70℃加熱;Ni(OH)2、Mg(OH)2、Ca(OH)2;趁熱過濾;4OH--4e-=2H2O+O2↑;陽;陰極電極方程式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,生成OH-,Li+通過陽離子交換膜進入陰極區(qū),則陰極產(chǎn)生高濃度LiOH溶液;Li2CO3+2C+2FePO4
高溫
2LiFePO4+3CO↑
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/8/9 8:0:9組卷:2引用:1難度:0.4
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  • 1.鍶與氮氣在加熱條件下可生成氮化鍶(Sr3N2),氮化鍶遇水劇烈反應。已知:醋酸二氨合亞銅溶液能定量吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO能力;連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2。實驗室設計如下裝置制備氮化鍶(各裝置盛裝足量試劑),所使用的氮氣樣品可能含有少量CO、CO2、O2等氣體雜質?;卮鹣铝袉栴}:
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    Ⅰ.氮化鍶的制取
    (1)裝置A中裝有水的儀器的名稱是
     
    。
    (2)裝置C中盛裝的試劑是
     
    (填標號,下同),裝置D中盛裝的試劑是
     
    。
    a.連苯三酚堿性溶液
    b.醋酸二氨合亞銅溶液
    (3)裝置G的作用是
     
    。
    Ⅱ.產(chǎn)品純度的測定
    稱取7.7gⅠ中所得產(chǎn)品,加入干燥的三頸燒瓶中,然后由恒壓漏斗加入蒸餾水,通入水蒸氣,將產(chǎn)生的氨全部蒸出,用200mL 1.00mol?L-1鹽酸標準溶液完全吸收(吸收液體積變化忽略不計)。從燒杯中量取20.00mL吸收液,用1.00mol?L-1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗NaOH標準溶液15.00mL。
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    (4)三頸燒瓶中發(fā)生反應產(chǎn)生氣體的化學方程式為
     
    。
    (5)產(chǎn)品純度為
     
    %(保留整數(shù))。
    發(fā)布:2024/9/20 4:0:8組卷:6引用:3難度:0.5
  • 菁優(yōu)網(wǎng)2.采用水合肼(N2H4?H2O)還原法制取碘化鈉固體,其制備流程如圖所示,已知:“合成”步驟中生成的副產(chǎn)物為
    I
    O
    -
    3
    。
    下列說法中不正確的是( ?。?/div>
    發(fā)布:2024/9/20 4:0:8組卷:4引用:1難度:0.6
  • 3.氨基鈉(NaNH2)是重要的化學試劑,實驗室用如圖裝置(夾持、攪拌、尾氣處理裝置已省略)制備,其中Fe(NO33?9H2O為反應的催化劑。已知:NaNH2幾乎不溶于液氨,易與水、氧氣等反應。回答下列問題:
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    (1)工業(yè)合成氨以粗氮(含CO2、CO、O2雜質)為原料制備。已知:醋酸二氨合亞銅溶液能吸收CO,但易被O2氧化,失去吸收CO的能力;連苯三酚堿性溶液能定量吸收O2。粗氮“凈化”時,需要通過足量的下列試劑,試劑的先后順序為
     
    (填序號)。
    a.堿石灰
    b.連苯三酚堿性溶液
    c.醋酸二氨合亞銅溶液
    (2)實驗室制NH3的發(fā)生裝置,可選擇下列裝置
     
    (填序號),其反應的化學方程式為
     
    。
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    (3)制得NaNH2的化學方程式為
     
    。若缺少裝置B,可能引起的后果是
     
    。
    (4)加鈉粒前,需先用氨氣排盡裝置中的空氣,判斷空氣已經(jīng)排盡的方法為
     

    (5)為測定NaNH2的純度,按如圖裝置進行實驗(產(chǎn)品所含雜質與水反應不生成氣體)。取mg產(chǎn)品,用注射器向試管中緩慢加水至恰好完全反應,G中液面從V1mL變?yōu)閂2mL(已知V2>V1,數(shù)據(jù)已折合為標準狀況),若忽略固體體積,則產(chǎn)品純度為
     
    ;若讀取V2時,G中液面低于漏斗側液面,則NaNH2純度的測定值將
     
    (填“偏大”“偏小”或“不變”)。
    菁優(yōu)網(wǎng)?
    發(fā)布:2024/9/20 0:0:11組卷:12引用:1難度:0.5
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