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解答题-实验探究题 较难0.4 引用1 组卷186
和可以作为锂离子电池的正极材料。
(1)的制备。在氮气的氛围中，将一定量的溶液与、LiOH溶液中的一种混合，然后加入到三颈烧瓶中(如图)，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到粗产品。

①滴液漏斗中的溶液是___________。
②与、LiOH反应得到和，该反应的离子方程式为___________。已知。
③在氮气氛围下，粗产品经150℃干燥、高温焙烧，即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑，其主要目的是___________。
(2)的制备。取一定量比例的铁粉、磷酸、水放入容器中，加热充分反应，向反应后的溶液中加入一定量，同时加入适量水调节pH，静置后过滤、洗涤、干燥得到，高温煅烧，即可得到。
①其他条件不变时，磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示：

当时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率迅速升高的原因是___________。
②为使反应过程中的完全被氧化，下列操作控制能达到目的的是___________(填序号)。
a．用调节溶液       b．加热，使反应在较高温度下进行
c．缓慢滴加溶液并搅拌       d．加入适当过量的溶液
③将与溶液混合可以得到。设计以与溶液为原料，补充完整制备的实验方案：___________，干燥得到。［实验中必须使用的试剂：盐酸、溶液，开始沉淀的］
23-24高三上·江苏连云港·期中
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知识点：离子方程式的书写盐类水解的应用沉淀的溶解与生成常见无机物的制备 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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随着“碳中和”“碳达峰”政策的落实，新能源汽车得到极大发展。磷酸铁(FePO4)可用来制备电动汽车锂离子电池的电极材料，工业上常以硫铁矿(主要成分是FeS2，含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料经过如下步骤制备磷酸铁(FePO4)。
资料：几种金属离子沉淀的pH：
金属氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3
开始沉淀的pH2.37.54.0
完全沉淀的pH4.19.75.2
I．如图所示连接装置，将一定量焙烧后的硫铁矿粉末加入三颈烧瓶中，通过：向三颈烧瓶中缓慢加入一定浓度的稀硫酸，50～60℃加热，充分反应，过滤。


II．向滤液中加入FeS固体，充分搅拌至溶液中Fe3＋全部被还原。
III．向还原后的溶液中加入FeCO3固体，不断搅拌，使A13＋完全转化为Al(OH)3，过滤，得FeSO4溶液。
IV．向除铝后的溶液中加入一种“绿色氧化剂”，充分反应，使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液。
V．向含有Fe3＋的溶液中加入一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)，搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O。
回答下列问题：
(1)步骤I的实验装置中仪器a的名称是____，在该步反应过程中温度不宜过高的原因可能是___________。
(2)步骤II中还原Fe3＋的目的是____，检验Fe3＋全部被还原的实验操作是___________。
(3)步骤III中加入FeCO3的作用是___________。(用离子方程式表示)
(4)步骤IV中，加入的“绿色氧化剂”是___________。(填化学式)
(5)步骤V中，反应后Fe3＋沉淀完全(c≤1×10-5mol·L-1)时，c(PO)最小为___________mol·L-1,已知常温下，Ksp(FePO4)=1.3×10-22。
(6)实验中制得的FePO4与Li2CO3在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4，其常用作锂离子电池电极材料，如图为Ca-LiFePO4可充电电池的工作原理示意图，锂离子导体膜只允许Li＋通过。则放电时，电池的总反应式为 ___________。
由难溶性磷酸锂渣(主要成分为Li3PO4)为原料制备电池级Li2CO3的流程如下：

已知：①Li2CO3在不同温度下的溶解度： 0℃ 1.54g，20℃ 1.33g， 90℃ 0.78g。
②碳酸锂：水溶液煮沸时容易发生水解。
(1)溶解除磷。将一定量磷酸锂渣与CaCl2溶液、盐酸中的一种配成悬浊液，加入到三颈烧瓶中(装置如图)，一段时间后，通过滴液漏斗缓慢滴加另一种溶液，充分反应，过滤，得到LiCl溶液。

①滴液漏斗中的液体是 _______。
②Li3PO4转化为LiCl和CaHPO4的离子方程式为 _______。
(2)除钙。通过离子交换法除去溶液中Ca2+。若要使后续得到的Li2CO3 中不含CaCO3(设沉淀后溶液中Li+浓度为0.1 mol·L-1)，需控制除钙后溶液中c(Ca2+)≤_______。[Ksp(Li2CO3)=2.5×10-2，Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
(3)制备Li2CO3。向除杂后的LiCl溶液中加入N235萃取剂(50%三辛癸烷基叔胺与50% ，异辛醇的混合液)，边搅拌边向混合液中通CO2，过滤洗涤得到Li2CO3。
①方法能制得Li2CO3的原因是_______。
②检验滤渣是否洗涤完全的实验方法是_______。
(4)若粗品碳酸锂中含少量难溶性杂质，为获得较高产率的纯Li2CO3，请补充完整实验 方案：向粗品Li2CO3中加水，按一定速率通入CO2，边通边搅拌，_______。(已知：①LiHCO3受热易分解；②实验过程中Li2CO3转化速率与时间的关系图如图所示。)
和都是重要的锂的化合物。
I 电极材料是动力型锂离子电池的理想正极材料。它可以通过、LiOH和溶液发生共沉淀反应、将所得沉淀干燥、高温成型而制得。实验室制备的方法如下：
步骤1   将LiOH置于题图所示实验装置的三颈烧瓶中，加入煮沸过的蒸馏水，搅拌使其溶解。从分液漏斗中滴加溶液，并持续通入氮气。
   
步骤2   将固体溶于蒸馏水中，迅速倒入三颈烧瓶中，快速搅拌，充分反应后，过滤、洗涤滤渣得固体。
(1)共沉淀反应投料时，不将和LiOH溶液直接混合的原因是____________。
(2)写出共沉淀反应的化学方程式：____________。
(3)工业制取在高温成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的导电性能外，还能______。
Ⅱ 磷酸锂渣(主要成分为)和废旧电极材料(含铝、炭、和)均可用于制取。
(4)实验室以磷酸锂渣为原料制备高纯的部分实验流程如下：
   
①“低酸转化”使转化为。写出“磷锂分离”的化学方程式：____________。
②已知：三辛胺是一种有机碱，难溶于水。向“萃取”后的溶液中加入三辛胺再通入得到沉淀，加入三辛胺的目的是____________。
(5)已知：微溶于水；、难溶于水和碱，可溶于盐酸生成LiCl、、和；pH＞3.2时，沉淀完全。完善由某废旧电极材料制取的实验方案：边搅拌边向废旧电极材料中加入NaOH溶液至不再产生气泡，过滤，______，过滤、洗涤，低温干燥得固体。(实验中须使用的试剂有：双氧水、盐酸、NaOH溶液、溶液)

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