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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:168 题号:19124240
磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的电极材料,其制备流程如下:
   
不同温度下碳酸锂的溶解度如下表所示:
温度/℃010203040506080100
溶解度/
(g·L-1)
1.54
1.43
1.33
1.25
1.17
1.08
1.01
0.85
0.72
(1)已知,锂与镁在元素周期表中位于对角线位置,写出碳酸锂高温煅烧分解的化学方程式___________
(2)①操作1需要使用过滤装置,下图是过滤操作示意图,其操作不规范的是___________(填标号)。
   
a.漏斗末端颈尖未紧靠烧杯内壁
b.过滤时利用玻璃棒引流
c.将滤纸湿润,使其紧贴漏斗壁
d.用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度
②煅烧时,需要使用下列仪器中的___________(填仪器名称)。
   
(3)研磨的目的是___________(任答一点)。
(4)“沉锂”需要在95℃以上进行,主要原因是___________。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,可能还含有______________________
(5)制备磷酸亚铁锂的过程必须在惰性气体氛围中进行,原因是___________
(6)在“煅烧”操作中,除了生成磷酸亚铁锂和乙酸外,还有其他气体产物逸出,写出该反应的化学方程式___________

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解题方法
【推荐1】现有金属单质A、B、C 和气体甲、乙、丙以及物质D、E、F、G、H,它们之间的相互转化关系如图所示(图中有些反应的生成物和反应的条件没有标出)。

请根据以上信息完成下列各题
(1)写出下列物质的化学式:C___________,丙___________
(2)写出实验室制备黄绿色气体乙的化学方程式:___________,过程⑦可能观察到的实验现象是:___________
(3)写出过程⑦涉及的化学方程式______________________
(4)反应⑦中如果可以长时间看到白色沉淀,可采取哪些方法:___________
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【推荐2】A、B、C、D均为中学化学常见的纯净物,A是单质。它们之间有如下的反应关系:

(1)若A是淡黄色固体,C、D是氧化物,C是造成酸雨的主要物质,②、③反应的条件均是点燃,B是:______
(2)若B是气态氢化物,C、D是氧化物且会造成光化学烟雾污染。B与C在一定条件下反应生成的A是大气的主要成分,写出反应③的化学方程式:______
(3)若D物质具有两性,②、③反应均要用强碱溶液,④反应时通入过量的一种引起温室效应的主要气体。写出反应④的离子方程式:______
(4)若B、C、D为三种不同类别的物质,且C的水溶液呈黄色,②反应中A不能过量。C可能是:______,D可能是______
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【推荐3】高铁酸钾是绿色、环保型水处理剂。工业上利用硫酸亚铁为原料,通过铁黄(FeOOH)制备高铁酸钾,可降低生产成本且产品质量优。工艺流程:

回答下列问题:
(1)已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×1038。高铁酸钾的净水能力与废水的pH有关,当溶液pH=2时,废水中c(Fe3+)=_______________mol•L1
(2)制备铁黄的离子方程式为_______________。实验测得反应溶液的pH、温度对铁黄产率的影响如图所示。反应温度宜选择_________

(3)①高铁酸盐在水溶液中有四种含铁形体。25℃时,它们的物质的量分数随pH的变化如图所示:

pH=2.6时,溶液中主要含铁形体浓度的大小关系为________
②已知H3FeO4+电离常数分别为:K1=2.51×102K2=4.16×104K3=5.01×108,当pH=4时,溶液中=________
(4)工业上还可用通过电解浓NaOH溶液制备Na2FeO4,其工作原理如图所示:阳极的电极反应式为__________;其中可循环使用的物质____________
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