Li2CO3可用于制備鋰電池的正極材料LiCoO2，以某鋰云母礦石（主要成分為Li2O，還有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等雜質(zhì)）制備Li2CO3。
已知：
①Ksp[Fe（OH）3]=4.0×10 -38、Ksp[Mn（OH）2]=2×10-13、Ksp[Mg（OH）2]=1.2×10-11、Ksp[Al（OH）3]=1.0×10 -33
②Co3O4、CoO均難溶于水。Co3O4難溶于酸，CoO能溶于酸中。
③當(dāng)溶液中的離子濃度小于10-5mol/L時，已完全沉淀。
④部分物質(zhì)的溶解度曲線如圖2所示。
利用鋰云母礦石制備Li2CO3步驟如下：
（1）酸浸。
向鋰云母礦石中加入30%硫酸，加熱至90℃，裝置如圖1所示。燒杯中試劑的作用是 吸收HF，防止污染空氣吸收HF，防止污染空氣。
（2）調(diào)pH。
向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)pH約為6，過濾。再向濾液中繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液調(diào)pH＞13，過濾，此時的濾渣主要成分為 Mg（OH）2、Mn（OH）2Mg（OH）2、Mn（OH）2。分兩次調(diào)節(jié)pH的主要原因是 防止鋁元素轉(zhuǎn)化為AlO-2，無法去除防止鋁元素轉(zhuǎn)化為AlO-2，無法去除。
（3）沉鋰。
將已經(jīng)除雜的溶液蒸發(fā)濃縮，向濃縮后的濾液中加入稍過量飽和Na2CO3溶液，加熱煮沸，趁熱過濾，將濾渣洗滌烘干，得Li2CO3固體。濃縮液中離子濃度過大將在產(chǎn)品中引入雜質(zhì) Na2SO4Na2SO4（填化學(xué)式）。
（4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空氣中高溫加熱可以制備鋰電池的正極材料LiCoO2，寫出反應(yīng)方程式：6Li2CO3+4Co3O4+O2 高溫 12LiCoO2+6CO26Li2CO3+4Co3O4+O2 高溫 12LiCoO2+6CO2。
（5）Co3O4可由CoCO3熱分解制備。CoCO3在有氧和無氧環(huán)境下的所得Co3O4和CoO的百分含量與溫度關(guān)系如7圖3所示。請補充完整由CoCO3制備較純凈的Co3O4實驗方案，取一定質(zhì)量的CoCO3于熱解裝置中，在空氣中加熱固體（加熱時鼓入氧氣），溫度在900～1000°C保持一段時間，取出固體，冷卻；向固體中邊攪拌、邊加入1mol/LH2SO4至固體不再減少，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣至最后一次洗滌液加BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象在空氣中加熱固體（加熱時鼓入氧氣），溫度在900～1000°C保持一段時間，取出固體，冷卻；向固體中邊攪拌、邊加入1mol/LH2SO4至固體不再減少，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣至最后一次洗滌液加BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象，干燥。（須使用的試劑和儀器有：1mol/LH2SO4，蒸餾水，BaCl2溶液）
A
l
O
-
2
A
l
O
-
2
高溫
高溫
【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】吸收HF，防止污染空氣；Mg（OH）2、Mn（OH）2；防止鋁元素轉(zhuǎn)化為，無法去除；Na2SO4；6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2；在空氣中加熱固體（加熱時鼓入氧氣），溫度在900～1000°C保持一段時間，取出固體，冷卻；向固體中邊攪拌、邊加入1mol/LH2SO4至固體不再減少，過濾，用蒸餾水洗滌濾渣至最后一次洗滌液加BaCl2溶液無明顯現(xiàn)象
A
l
O
-
2
高溫
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：90引用：6難度：0.3
相似題
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1．實驗室制備硝基苯的方法是將苯與濃硫酸和濃硝酸的混合液加熱到55～60℃反應(yīng)，已知苯與硝基苯的基本物理性質(zhì)如下表所示：
（1）要配制濃硫酸和濃硝酸的混合酸的注意事項是熔點 沸點 狀態(tài) 苯 5.51℃ 80.1 液體 硝基苯 5.7℃ 210.9℃ 液體 ．
（2）分離硝基苯和水的混合物的方法是；分離硝基苯和苯的方法是．
（3）實驗室制取少量硝基苯：
①實驗時應(yīng)選擇（填“圖A”或“圖B”）裝置；另一裝置，存在的2個缺陷是、．
②用水浴加熱的優(yōu)點是．發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：49引用：2難度：0.5 -
2．某同學(xué)查閱資料得知，無水三氯化鋁能催化乙醇制備乙烯，為探究適宜的反應(yīng)溫度，設(shè)計如圖反應(yīng)裝置：
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檢驗裝置氣密性后，在圓底燒瓶中加入5g無水三氯化鋁，加熱至100℃，通過A加入10mL無水乙醇，觀察并記錄C中溶液褪色的時間。重復(fù)上述實驗，分別觀察并記錄在110℃、120℃、130℃、140℃時C中溶液褪色的時間，實驗結(jié)果如圖所示。完成下列填空：
（1）儀器B的名稱是；該實驗所采用的加熱方式優(yōu)點是，液體X可能是（選填編號）。
a.水
b.酒精
c.油
d.乙酸
（2）根據(jù)實驗結(jié)果，判斷適宜的反應(yīng)溫度為。
（3）在140℃進行實驗，長時間反應(yīng)未觀察到C中溶液褪色，可能的原因是。
（4）在120℃進行實驗，若將B改為裝有濃硫酸的洗氣瓶，長時間反應(yīng)未觀察到C中溶液褪色，可能的原因是。
（5）教材中用乙醇和濃硫酸在170℃時制備乙烯。和教材實驗相比，用三氯化鋁做催化劑制備乙烯的優(yōu)點有、（列舉兩點）。
工業(yè)無水氯化鋁含量測定的主要原理是：Ag++Cl-=AgCl↓。將1.400g工業(yè)無水氯化鋁樣品溶解后配成500mL溶液，量取25.00mL置于錐形瓶中，用濃度為0.1000mol?L-1的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定，達到終點時消耗標(biāo)準(zhǔn)液15.30mL。
（6）該樣品中AlCl3的質(zhì)量分數(shù)為（保留3位有效數(shù)字）。
（7）某次測定結(jié)果誤差為-2.1%，可能會造成此結(jié)果的原因是（選填編號）。
a.稱量樣品時少量吸水潮解
b.配制AlCl3溶液時未洗滌燒杯
c.滴定管水洗后未用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗
d.樣品中含有少量Al（NO3）3雜質(zhì)發(fā)布：2024/12/30 16:0:2組卷：26引用：3難度：0.5 -
3．已知：①、連二亞硫酸鈉（Na2S2O4）是一種白色粉末，易溶于水，難溶于乙醇．②4HCl+2Na2S2O4═4NaCl+S↓+3SO2↑+2H2O某小組進行如下實驗：
I．制備：75℃時，將甲酸鈉和純堿加入乙醇水溶液溶解后，再加入裝置 C 中，然后通入 SO2進行反應(yīng)，其反應(yīng)方程式為：2HCOONa+Na2CO3+4SO2═2Na2S2O4+3CO2+H2O．
分析并回答下列問題：
（1）裝置（圖）A中滴加濃硫酸的儀器名稱是，A 中反應(yīng)的化學(xué)方程式為；冷卻至 40～50℃，過濾，用洗滌，干燥制得 Na2S2O4．
（2）C 中多孔球泡的作用是
（3）裝置 D的作用是檢驗裝置 C中 SO2的吸收效率，D中的試劑可以是
a.酚酞溶液 b.氫氧化鈉溶液 c.品紅溶液 d.酸性KMnO4溶液
（4）裝置E的作用
II．Na2S2O4 的性質(zhì)】
取純凈的 Na2S2O4晶體，配成溶液，進行下列性質(zhì)探究實驗，完成表的空格（供選擇的試劑：淀粉-KI 溶液、紫色石蕊試液、稀硝酸、BaCl2 溶液）
III．【測定 Na2S2O4 的純度】假設(shè) 操作 現(xiàn)象 原理 Na2S2O4 為強 堿弱酸鹽，其溶 液為堿性． 取少量溶液于試管中，
滴加溶液變 成藍色 S2O42-水解，使溶液成堿性 Na2S2O4 中 S為+3 價，具有較強 的還原性． 取少量溶液于試管中，
滴加過量新制氯水，再 滴加 BaCl2 溶有白色沉淀生 成 該反應(yīng)的離子方程式為：
取 8.00g制備的晶體溶解后，加入足量稀硫酸，充分反應(yīng)后，過濾、洗滌、干燥．得固體 0.64g.則 Na2S2O4 的純度為[已知：M（Na2S2O4）=174.0]．發(fā)布：2024/12/31 8:0:1組卷：6引用：1難度：0.5
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