解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷135
锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料,在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)吸收含硫烟气(主要成分SO2)制备锰酸锂,生产流程如下:
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
(1)软锰矿水磨浆化处理的作用是________ 。
(2)SO2的吸收率与温度及烟气流速的关系如图,为提高含硫烟气中SO2的吸收率,可以采取的措施_______ (举一例)。
(3)滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、________ (填离子符号)。
(4)在实际生产中,Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4,反应过程如下:
①升温到515℃时,Li2CO3开始分解产生CO2,同时生成固体A,此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多,可能原因是________ ;
②升温到566℃时,MnO2开始分解产生另一种气体X,X恰好与①中产生的CO2物质的量相等,同时得到固体B。请写出此过程反应的化学方程式________ ;
③升温到720℃时,第三阶段反应开始,固体质量逐渐增加,当质量不再增加时,得到高纯度的锰酸锂。请写出该阶段反应的化学方程式_______ 。
(5)请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案[Al(OH)3在pH≥12时溶解]:边搅拌边向滤液1中______ 。(实验中须用到的试剂有:NaOH溶液、H2O2、CO2)
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 3.4 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 4.7 | 9.8 |
(1)软锰矿水磨浆化处理的作用是
(2)SO2的吸收率与温度及烟气流速的关系如图,为提高含硫烟气中SO2的吸收率,可以采取的措施
(3)滤液1中所含金属阳离子有Mn2+、
(4)在实际生产中,Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4,反应过程如下:
①升温到515℃时,Li2CO3开始分解产生CO2,同时生成固体A,此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多,可能原因是
②升温到566℃时,MnO2开始分解产生另一种气体X,X恰好与①中产生的CO2物质的量相等,同时得到固体B。请写出此过程反应的化学方程式
③升温到720℃时,第三阶段反应开始,固体质量逐渐增加,当质量不再增加时,得到高纯度的锰酸锂。请写出该阶段反应的化学方程式
(5)请补充完整由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案[Al(OH)3在pH≥12时溶解]:边搅拌边向滤液1中
20-21高三上·山东潍坊·期末
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锰酸锂(LiMn2O4)可作为锂离子电池的正极材料,在工业上可利用软锰矿浆(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)吸收含硫烟气(主要成分SO2)制备锰酸锂,生产流程:
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表:
(1)含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却,冷却的原因是___________ 。
(2)滤液1中所含金属阳离子有___________ (填离子符号)。
(3)在实际生产中,Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4,反应过程:升温到515℃时,Li2CO3开始分解产生CO2和碱性氧化物A,写出A的名称___________ ,此时比预计Li2CO3的分解温度(723℃)低得多,可能原因是___________ 。
(4)由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案如下:边搅拌边向滤液1中加入___________ ,再加入NaOH溶液调节pH范围为___________ ,过滤得到滤液2和滤渣,向滤渣中加入NaOH溶液pH≥12,搅拌、过滤,再向所得滤液中通入过量的CO2过滤、洗涤、低温烘干得Al(OH)3。
(5)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是___________ ,宜选用___________ (“阳”或“阴”)离子交换膜。
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是___________ 。
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 3.4 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 4.7 | 9.8 |
(2)滤液1中所含金属阳离子有
(3)在实际生产中,Li2CO3与MnO2按物质的量之比1∶4混合均匀加热制取LiMn2O4,反应过程:升温到515℃时,Li2CO3开始分解产生CO2和碱性氧化物A,写出A的名称
(4)由“滤液1”得到“滤液2”同时回收Al(OH)3的实验方案如下:边搅拌边向滤液1中加入
(5)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是
锰酸锂(LiMn2O4) 可作为某锂离子电池的正极材料,工业上利用软锰矿浆(主要成分为 MnO2,含少量 Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2。等杂质)吸收含硫烟气(主要成分 SO2) 制备锰酸锂,生产流程如图所示:
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强;
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的 pH 如下表:
(1)含硫烟气中 SO2的VSEPR模型为___________ 。
(2)含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却,冷却的原因是___________ 。
(3)请写出含硫烟气在通入软锰矿浆后与 MnO2发生反应的化学方程式:___________ 。
(4)滤液1中所含金属阳离子除以外还有___________ (填离子符号)。
(5)由“滤液1”得到“滤液2”同时回收 Al(OH)3的实验方案如下:边搅拌边向滤液1中加入___________ ,再加入NaOH溶液调节pH范围为___________ ,过滤得到滤液 2 和滤渣,请设计实验方案由滤渣制得纯净 Al(OH)3[Al(OH)3在 pH≥12时溶解]的实验方案:___________ 。
(6)在实际生产中, Li2CO3与 MnO2按物质的量之比1:4混合均匀在 600℃~750℃制取 LiMn2O4,请写出该反应的化学方程式:___________ 。
(7)为测定锰酸锂的纯度, 取2.00g产品置于锥形瓶中, 向其中加入2.68g Na2C2O4和足量硫酸,充分反应后,用0.100mol/L KMnO4标准溶液滴定未反应完的 H2C2O4,到达滴定终点时消耗标准 KMnO4溶液20.00mL,已知:则该产品中锰酸锂的质量分数为___________ 。
已知:①软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强;
②在此流程中部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的 pH 如下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
开始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 3.4 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 4.7 | 9.8 |
(1)含硫烟气中 SO2的VSEPR模型为
(2)含硫烟气在通入软锰矿浆前需要先冷却,冷却的原因是
(3)请写出含硫烟气在通入软锰矿浆后与 MnO2发生反应的化学方程式:
(4)滤液1中所含金属阳离子除以外还有
(5)由“滤液1”得到“滤液2”同时回收 Al(OH)3的实验方案如下:边搅拌边向滤液1中加入
(6)在实际生产中, Li2CO3与 MnO2按物质的量之比1:4混合均匀在 600℃~750℃制取 LiMn2O4,请写出该反应的化学方程式:
(7)为测定锰酸锂的纯度, 取2.00g产品置于锥形瓶中, 向其中加入2.68g Na2C2O4和足量硫酸,充分反应后,用0.100mol/L KMnO4标准溶液滴定未反应完的 H2C2O4,到达滴定终点时消耗标准 KMnO4溶液20.00mL,已知:则该产品中锰酸锂的质量分数为
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