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菁優(yōu)網(wǎng)LiFePO4電極材料是動力型鋰離子電池的理想正極材料。
(1)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電極的過程如下:
步驟1:準(zhǔn)確稱量18.00 g LiOH、38.00 g FeSO4和75 mL H3PO4溶液(含溶質(zhì)24.50 g)。
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,實驗過程中不斷通入氮氣,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
,該步驟中為達(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+Li2SO4
Li3PO4+FeSO4=LiFePO4+Li2SO4
。
(2)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,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的實驗方案: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,
向濾渣中邊攪拌邊加入鹽酸,至固體不再減少,過濾除去炭;得到的濾液中含有LiCl、FeCl2、FeCl3和H3PO4;向濾液中加入過量的雙氧水把Fe2+氧化為Fe3+,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,F(xiàn)e3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去氫氧化鐵;邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至產(chǎn)生大量Li2CO3沉淀,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液若無Li2CO3沉淀生成
向濾渣中邊攪拌邊加入鹽酸,至固體不再減少,過濾除去炭;得到的濾液中含有LiCl、FeCl2、FeCl3和H3PO4;向濾液中加入過量的雙氧水把Fe2+氧化為Fe3+,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,F(xiàn)e3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去氫氧化鐵;邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至產(chǎn)生大量Li2CO3沉淀,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液若無Li2CO3沉淀生成
,過濾、洗滌,低溫干燥得Li2CO3固體。(實驗中須使用的試劑有:雙氧水、鹽酸、NaOH溶液、Na2CO3溶液)
(3)磷精鐵渣(FexP)可作為制取LiFePO4的原料。一種測定FexP組成的實驗方法如下:準(zhǔn)確稱取1.840 g磷精鐵渣于燒杯中,加入過量硝酸和硫酸的混合溶液,加熱,使磷鐵渣充分溶解。過濾,將濾液配成100 mL溶液A。取20.00 mL溶液A,加入100 mL 0.06000 mol?L?1 EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液,加入氨水調(diào)節(jié)pH約為2,加熱使之充分反應(yīng)。冷卻,加入指示劑,用0.05000 mol?L?1 Bi3+標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過量的EDTA,消耗Bi3+標(biāo)準(zhǔn)溶液24.00 mL。通過計算確定FexP的化學(xué)式(寫出計算過程)
Fe1.5P
Fe1.5P
。已知:EDTA與Fe3+和Bi3+反應(yīng)的化學(xué)計量數(shù)之比均為1:1。

【答案】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;向濾渣中邊攪拌邊加入鹽酸,至固體不再減少,過濾除去炭;得到的濾液中含有LiCl、FeCl2、FeCl3和H3PO4;向濾液中加入過量的雙氧水把Fe2+氧化為Fe3+,再逐滴加入NaOH溶液至pH大于3.2,F(xiàn)e3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過濾除去氫氧化鐵;邊攪拌邊向濾液中滴加Na2CO3溶液至產(chǎn)生大量Li2CO3沉淀,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液若無Li2CO3沉淀生成;Fe1.5P
【解答】
【點評】
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:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:2難度:0.4
相似題
  • 1.下面是提純大理石(主要雜質(zhì)是氧化鐵)的流程圖:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    按要求回答下列問題:
    (1)在工業(yè)生產(chǎn)中,將塊狀大理石磨成粉末,并在反應(yīng)池中安裝攪拌機(jī).目的是
     

    (2)操作Ⅱ中A物質(zhì)最好應(yīng)選擇
     
    (填化學(xué)式),在該過程中要隨時測定pH,在實驗室中用pH試紙測定溶液pH的操作是
     

    (3)檢驗Fe3+已完全生成Fe(OH)3沉淀的方法是
     

    (4)由濾液B得到晶體B,操作過程包括
     
    (填操作名稱)、冷卻結(jié)晶.
    (5)某化學(xué)小組在實驗中用濃硝酸和銅反應(yīng)制取二氧化氮并探究二氧化氮是否能支持木炭的燃燒,其實驗裝置圖如下:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    ①按氣流方向連接各儀器接口,順序為a→
     
     
     
     
    →f.裝置C、裝置D的作用分別是
     
     

    ②實驗開始后,能證明二氧化氮支持燃燒的實驗現(xiàn)象是
     

    ③已知二氧化氮和碳反應(yīng)生成兩種物質(zhì)的量比為1:1有毒氣體,則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
     

    發(fā)布:2024/11/13 8:0:1組卷:11引用:2難度:0.5
  • 2.I.如圖1為實驗室制乙烯的發(fā)生裝置以及乙烯性質(zhì)檢驗裝置,其中利用乙醇分子內(nèi)脫水的原理來制備乙烯,反應(yīng)方程式如下:CH3CH2OH
    濃硫酸
    170
    CH2=CH2↑+H2O.請回答下列問題:
    實驗操作和現(xiàn)象:
    操 作現(xiàn) 象
    點燃酒精燈,加熱至170℃Ⅰ:A中燒瓶內(nèi)液體漸漸變黑
    Ⅱ:B內(nèi)氣泡連續(xù)冒出,溶液逐漸褪色
    實驗完畢,清洗燒瓶Ⅲ:A中燒瓶內(nèi)附著少量黑色顆粒狀物,有刺激性氣味逸出
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)圖1中裝置A的儀器①、②名稱分別為
     
    、
     
    _;
    (2)實驗過程中向B裝置(溴水)中通入制備所得到的氣體,溶液的顏色很快褪去,分析使B中溶液褪色的物質(zhì):
    a.甲認(rèn)為是C2H4.根據(jù)甲的判斷,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式
     
    ;該反應(yīng)屬于
     
    (填反應(yīng)類型);
    b.乙根據(jù)現(xiàn)象Ⅲ認(rèn)為,在制取乙烯的實驗中因溫度過高使乙醇和濃硫酸反應(yīng)生成少量的SO2,不能排除SO2的影響.根據(jù)乙的觀點,寫出在B中與SO2 反應(yīng)使溶液褪色的反應(yīng)方程式
     
    ;
    II.有人設(shè)計如圖2裝置進(jìn)行實驗以確認(rèn)上述混合氣體中有乙烯及二氧化硫.試回答下列問題:
    (3)圖中①②③④裝置內(nèi),添加選擇合適的試劑進(jìn)行實驗,以確認(rèn)混合氣體內(nèi)的成分(按照儀器順序從左到右填序號,可重復(fù)選擇試劑):
     

    A.品紅溶液 B.氫氧化鈉溶液 C.濃硫酸 D.酸性高錳酸鉀溶液
    (4)根據(jù)裝置內(nèi)所選擇的試劑,能說明二氧化硫氣體存在的現(xiàn)象是
     
    ;使用裝置②的目的是
     

    (5)確定含有乙烯的現(xiàn)象是
     

    發(fā)布:2024/11/14 8:0:1組卷:20引用:1難度:0.3
  • 3.實驗室制備間硝基苯胺的反應(yīng)方程式、操作步驟、部分參考數(shù)據(jù)及裝置圖如圖:菁優(yōu)網(wǎng)
    (發(fā)煙硝酸是溶有NO2的98%的濃硝酸)
    ①在圓底燒瓶中加入原料,加熱攪拌使充分反應(yīng);
    ②將反應(yīng)物倒入盛有碎冰的燒杯,待冷卻結(jié)晶后傾倒出酸液,對剩余混合物進(jìn)行抽濾;
    ③將濾出固體溶于甲醇,置于燒瓶中按照圖1裝置安裝,并加入NaHS溶液,加熱;
    參考數(shù)據(jù)組分鄰硝基苯胺間硝基苯胺對硝基苯胺甲醇硝基苯
    沸點/℃284305.7331.710064.74.75
    偶極矩/D4.384.916.331.851.694.75
    顏色橙色淡黃色淡黃色無色無色淡黃色
    ④反應(yīng)充分后改為蒸餾裝置(圖2)蒸出溶劑,將殘留液體倒入冷水,抽濾洗滌烘干.
    已知:偶極矩可表示分子受固定相吸附的能力,越大吸附力越強(qiáng)請回答下列問題:
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)步驟①中反應(yīng)前期加熱溫度如超過95℃,易造成原料損失,故加熱方式應(yīng)為
     
    ;
    (2)步驟②中抽濾的同時需用飽和Na2CO3溶液對固體進(jìn)行洗滌,目的是
     
    ,簡述洗滌的操作過程
     
    ;
    (3)步驟③裝置(圖1)中a儀器名稱為
     
    ,其中填充有堿石灰,作用是
     

    (4)關(guān)于步驟④裝置(圖2)相關(guān)敘述錯誤的是
     
    ;
    A.冷凝水流向錯誤,應(yīng)為低流進(jìn)高流出
    B.錐形瓶中首先收集到的液體為蒸餾水
    C.溫度計水銀球位置偏低,應(yīng)在液面以上,緊貼液面以迅速測定氣體組分的溫度
    D.圖1、2裝置中b、c均有冷凝效果,故步驟④可在圖1裝置中直接完成蒸餾,無需改為圖2裝置
    (5)最終得到的產(chǎn)品中含有少量鄰硝基苯胺、對硝基苯胺以及硝基苯雜質(zhì),根據(jù)固定相對各組分在流動過程中的吸附能力大小可混合物分離.圖3所示為混合物,已知C為間硝基苯胺,寫出B的結(jié)構(gòu)簡式
     
    ;
    (6)之后該同學(xué)設(shè)計的提純裝置如圖4:在一根底部帶有旋塞的玻璃管內(nèi)裝滿固定相,將流動相與樣品混合后從上端倒入,并持續(xù)倒入流動相,一段時間后發(fā)現(xiàn)管內(nèi)出現(xiàn)如圖四段黃色色帶,則本實驗所需收集的產(chǎn)物組分主要集中在色帶層
     
     (填編號)上.

    發(fā)布:2024/11/13 8:0:1組卷:15引用:1難度:0.9
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