高純度LiMn2O4(Li元素的化合價為+1價,O元素的化合價為-2價)是鋰電池重要的正極材料。
(1)工業(yè)上有一種制取高純度LiMn2O4的方法如下:
①由硫酸錳與K2S2O8溶液常溫下混合一周,慢慢得到球形二氧化錳(MnO2)、硫酸鉀和硫酸,發(fā)生反應的化學方程式為:MnSO4+K2S2O8+2H2O=MnO2↓+K2SO4+2H2SO4MnSO4+K2S2O8+2H2O=MnO2↓+K2SO4+2H2SO4。
②過濾、干燥得到球形二氧化錳,再與氫氧化鋰750℃共熱5小時得到LiMn2O4、H2O和一種氣體。請寫出該反應的化學方程式:4LiOH+8MnO2 750℃ 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑4LiOH+8MnO2 750℃ 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑。
(2)氫氧化鋰容易與二氧化碳反應,工業(yè)上常用碳酸鋰代替。把分析純碳酸鋰與球形二氧化錳兩種粉末,按物質的量1:4混合均勻加熱。
①升溫到515℃時,開始有CO2產生,同時生成固體Li2O,比預計碳酸鋰的分解溫度(723℃)低得多,可能的原因是 二氧化錳是催化劑,降低反應所需溫度,加快了碳酸鋰分解二氧化錳是催化劑,降低反應所需溫度,加快了碳酸鋰分解。
②升溫到566℃時,MnO2分解產生O2,O2的物質的量恰好與CO2的物質的量相等,同時得到固體X,固體X的化學式是 Mn2O3Mn2O3。
③升溫到720℃時,Li2O、X反應,固體質量逐漸增加,當質量不再增加時,得到高純度的LiMn2O4。
750
℃
750
℃
【考點】化學方程式的書寫;根據(jù)化學式判斷化合價.
【答案】MnSO4+K2S2O8+2H2O=MnO2↓+K2SO4+2H2SO4;4LiOH+8MnO2 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑;二氧化錳是催化劑,降低反應所需溫度,加快了碳酸鋰分解;Mn2O3
750
℃
【解答】
【點評】
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