以鋰云母礦粉（主要成分為Li2O，還有少量Al2O3、Fe2O3、MgF2）制備Li2CO3，Li2CO3可用于制備鋰電池的正極材料LiCoO2。
（1）浸取。向鋰云母礦粉中加入30%硫酸，加熱至90℃，裝置如圖16-1所示。燒杯中NaOH溶液的作用是 吸收HF，防止污染空氣吸收HF，防止污染空氣。
（2）除雜。向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，調(diào)節(jié)溶液的pH約為6，過濾。再向濾液中繼續(xù)滴加氫氧化鈉溶液至溶液的pH＞12，過濾，得濾液的主要成分是 Na2SO4和Li2SO4Na2SO4和Li2SO4。（完全沉淀的pH：Al（OH）3為5.2；Fe（OH）3為3.2；Mg（OH）2為11.1）
（3）制備Li2CO3。將所得濾液蒸發(fā)濃縮，向濃縮后的濾液中加入稍過量飽和Na2CO3溶液，減壓加熱煮沸，趁熱過濾，將濾渣洗滌烘干，得Li2CO3固體。檢驗Li2CO3是否洗滌干凈的實驗方法是 取最后一次洗滌液于試管中，滴加足量鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若無白色沉淀，則證明沉淀已洗滌干凈，反之沒有洗滌干凈取最后一次洗滌液于試管中，滴加足量鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若無白色沉淀，則證明沉淀已洗滌干凈，反之沒有洗滌干凈。
（4）制備LiCoO2。
①Li2CO3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)的化學(xué)方程式：6Li2CO3+4Co3O4+O2 高溫 12LiCoO2+6CO26Li2CO3+4Co3O4+O2 高溫 12LiCoO2+6CO2。
②Co3O4可由Co（OH）2加熱制得。Co（OH）2在空氣中受熱時，固體殘留率隨溫度的變化如圖16-2所示，試通過計算確定最適宜的加熱溫度為 設(shè)Co（OH）2的物質(zhì)的量為3mol,則可制備得到1molCo3O4，理論上固體殘留率=剩余固體質(zhì)量原始固體的質(zhì)量×100%=241g3×93g×100%=86.38%，則可確定最適宜的加熱溫度為500℃設(shè)Co（OH）2的物質(zhì)的量為3mol,則可制備得到1molCo3O4，理論上固體殘留率=剩余固體質(zhì)量原始固體的質(zhì)量×100%=241g3×93g×100%=86.38%，則可確定最適宜的加熱溫度為500℃。（寫出計算過程）
高溫
高溫
剩余固體質(zhì)量
原始固體的質(zhì)量
×
100
%
241
g
3
×
93
g
×
100
%
剩余固體質(zhì)量
原始固體的質(zhì)量
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g
3
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93
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%
【考點】制備實驗方案的設(shè)計．
【答案】吸收HF，防止污染空氣；Na2SO4和Li2SO4；取最后一次洗滌液于試管中，滴加足量鹽酸酸化，再加入幾滴氯化鋇溶液，若無白色沉淀，則證明沉淀已洗滌干凈，反之沒有洗滌干凈；6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2；設(shè)Co（OH）2的物質(zhì)的量為3mol，則可制備得到1molCo3O4，理論上固體殘留率===86.38%，則可確定最適宜的加熱溫度為500℃
高溫
剩余固體質(zhì)量
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：12引用：1難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．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(chǎn)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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)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(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)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(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)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(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．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(chǎn)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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)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(jīng)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(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)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(zhì)量分數(shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)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(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．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(chǎn)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(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)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(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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