高純度錳酸鋰（LiMn2O4）是鋰電池重要的正極材料．
（1）工業上有一種制取高純度錳酸鋰的方法如下：
①由硫酸錳與K2S2O8溶液常溫下混合一周，慢慢得到球形二氧化錳（MnO2）．請寫出發生的化學反應方程式：MnSO4+K2S2O8+2H2O═MnO2↓+K2SO4+2H2SO4MnSO4+K2S2O8+2H2O═MnO2↓+K2SO4+2H2SO4．
②過濾、干燥得到球形二氧化錳，再與氫氧化鋰750℃共熱5h,得到錳酸鋰．請寫出發生的化學反應方程式：4LiOH+8MnO2 750℃ 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑4LiOH+8MnO2 750℃ 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑．
（2）氫氧化鋰容易與二氧化碳反應，工業上常用碳酸鋰代替．
把分析純碳酸鋰與球形二氧化錳兩種粉末，按物質的量1：4混合均勻加熱．
①升溫到515℃時，開始有CO2產生，同時生成固體A，比預計碳酸鋰的分解溫度（723℃）低得多．原因是二氧化錳是催化劑，加快了碳酸鋰分解二氧化錳是催化劑，加快了碳酸鋰分解．
②升溫到566℃時，產生另一種氣體X，X恰好與CO2物質的量相等，同時得到固體B．請寫出發生的化學反應方程式：4MnO2 566℃ 2Mn2O3+O2↑4MnO2 566℃ 2Mn2O3+O2↑．
③升溫到720℃時，A、B反應，固體質量逐漸增加，當質量不再增加時，得到高純度的錳酸鋰．請寫出發生的化學反應方程式：2Li2O+4Mn2O3+O2 720℃ 4LiMn2O42Li2O+4Mn2O3+O2 720℃ 4LiMn2O4．
750
℃
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566
℃
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【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】MnSO4+K2S2O8+2H2O═MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；4LiOH+8MnO2 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑；二氧化錳是催化劑，加快了碳酸鋰分解；4MnO2 2Mn2O3+O2↑；2Li2O+4Mn2O3+O2 4LiMn2O4
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【解答】
【點評】
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發布：2024/6/27 10:35:59組卷：15引用：1難度：0.1
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．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”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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
Fe3+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，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量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．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”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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Fe3+已經除盡的試劑是；當pH=5時，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+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規定，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量分數應不低于（用含a、b的表達式表示）．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業廢渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．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”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據下表數據：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 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pH=5時，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+轉變為碳酸亞鐵沉淀，則A的操作是．發布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5