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          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:準確稱量18.00 g LiOH、38.00 g FeSO4和75 mL H3PO4溶液(含溶質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發生反應的化學方程式為
          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,Fe3+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,Fe3+完全轉化為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,Fe3+完全轉化為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標準溶液,加入氨水調節pH約為2,加熱使之充分反應。冷卻,加入指示劑,用0.05000 mol?L?1 Bi3+標準溶液滴定過量的EDTA,消耗Bi3+標準溶液24.00 mL。通過計算確定FexP的化學式(寫出計算過程)
          Fe1.5P
          Fe1.5P
          。已知:EDTA與Fe3+和Bi3+反應的化學計量數之比均為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,Fe3+完全轉化為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】
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          發布:2024/4/20 14:35:0組卷:13引用:2難度:0.4
          相似題
          • 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:
            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
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,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:
            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
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,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:
            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
            在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于
             
            ,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
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