2024届高三化学一轮复习 工业流程题、实验题（锂专题）

工业流程题、实验题（锂专题） 1．以MnSO4和LiFePO4为原料制备锰酸锂(LiMn2O4)的流程如下： 下列说法正确的是 A．为提高浸取率，应尽量升高浸取温度 B．结合流程推测“沉铁”过程所得滤渣的主要成分是FePO4 C．反应器II中产生的气体是CO2 D．K2S2O8的作用是氧化MnSO4，其中S为+7价 2．某企业利用含钽废渣(主要含、及油脂等)制备钽酸锂的工艺流程如下，已知：“钠盐和氧化物”中主要成分有、、等。下列分析正确的是 A．通入空气的目的只是为了去油污 B．“滤渣I”中主要成分是 C．“沸腾炉焙烧”中发生的反应有，体现了两性氧化物的性质 D．流程中可循环的物质有 3．用废铝渣(含金属铝、锂盐等)获得电池级的一种工艺流程如下(部分物质已略去)： 下列说法不正确的是 A．步骤①如果不加热就不发生化学反应，加热后才有生成 B．步骤②生成的离子方程式为： C．由步骤③可推测溶解度： D．步骤④中不宜通入过多，否则会造成产率降低 4．磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的电极材料，其制备流程如下： 不同温度下碳酸锂的溶解度如下表所示： 温度/℃ 0 10 20 30 40 50 60 80 100 溶解度/ (g·L-1) 1.54 1.43 1.33 1.25 1.17 1.08 1.01 0.85 0.72 (1)已知，锂与镁在元素周期表中位于对角线位置，写出碳酸锂高温煅烧分解的化学方程式 。 (2)①操作1需要使用过滤装置，下图是过滤操作示意图，其操作不规范的是 (填标号)。 a．漏斗末端颈尖未紧靠烧杯内壁 b．过滤时利用玻璃棒引流 c．将滤纸湿润，使其紧贴漏斗壁 d．用玻璃棒在漏斗中轻轻搅动以加快过滤速度 ②煅烧时，需要使用下列仪器中的 (填仪器名称)。 (3)研磨的目的是 (任答一点)。 (4)“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是 。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，可能还含有 和 。 (5)制备磷酸亚铁锂的过程必须在惰性气体氛围中进行，原因是 。 (6)在“煅烧”操作中，除了生成磷酸亚铁锂和乙酸外，还有其他气体产物逸出，写出该反应的化学方程式 。 5．Ⅰ.磷酸亚铁锂()可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，以钛铁矿(主要成分为，还含有MgO、CaO、等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂()和磷酸亚铁锂()的工艺流程如下，回答下列问题： (1)在周期表中，根据对角线规则Li与Mg、Be与Al、B与Si的化学性质相似，写出与NaOH反应的化学方程式 。 (2)元素Fe基态原子的价层电子轨道表示式为 。 (3)①“溶钛”过程反应温度不能太高，其原因是 。 ②“煅烧”制备过程中，和的理论投入量的物质的量之比为 。 Ⅱ.氮的相关化合物在材料等方面有重要用途。回答下列问题： (4)科学家从中检出一种组成为的物质，经测定，该物质易溶于水，在水中以和两种离子的形式存在。的空间构型与相同，写出的结构式 。 (5)科学家合成了一种阳离子为，其结构是对称的，5个N原子都达到8电子稳定结构，且含有2个氮氮三键，呈V形；此后又合成了一种含有化学式为的离子晶体，其阳离子电子式为 ，阴离子的空间构型为 。 6．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