新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂（LiFePO4）做电极材料。对LiFeP...

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新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂（LiFePO4）做电极材料。对LiFePO4废旧电极（含杂质Al、石墨粉）回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图如下：

资料：碳酸锂在水中溶解度：

温度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	1.54	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72

（1）过程i研磨粉碎的目的是_______。

（2）过程ii加入足量NaOH溶液的作用是______。

（3）过程iii采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如下表所示：

序号	酸	氧化剂	浸出液Li+浓度(g/L)	滤渣中Li含量/%
实验1	HCl	H2O2	9.02	0.10
实验2	HCl	NaClO3	9.05	0.08
实验3	HCl	O2	7.05	0.93

①实验2中，NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量，该反应的离子方程式为______。

②结合实验结果和①中的现象，最终选择H2O2作为氧化剂，原因是______。

③过程iii得到的浸出液循环两次的目的是_____。

（4）浸出液中存在大量H2PO4−和HPO42−，已知：H2PO4− ⇌ HPO42− +H+，HPO42−⇌ PO43−+H+，结合平衡移动原理，解释过程iv得到磷酸铁晶体的原因_____。

（5）对比过程iv和v，说明过程iv不用饱和Na2CO3溶液的原因______。

（6）简述过程vi的操作_______。

高三化学工业流程中等难度题

少年，再来一题如何？

试题答案

试题解析

相关试题

新能源汽车的核心部件是锂离子电池，常用磷酸亚铁锂（LiFePO4）做电极材料。对LiFePO4废旧电极（含杂质Al、石墨粉）回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图如下：
资料：碳酸锂在水中溶解度：

温度/℃

0

20

40

60

80

100

溶解度/g

1.54

1.33

1.17

1.01

0.85

0.72

（1）过程i研磨粉碎的目的是_______。
（2）过程ii加入足量NaOH溶液的作用是______。
（3）过程iii采用不同氧化剂分别进行实验，均采用Li含量为3.7%的原料，控制pH为3.5，浸取1.5h后，实验结果如下表所示：

序号

酸

氧化剂

浸出液Li+浓度(g/L)

滤渣中Li含量/%

实验1

HCl

H2O2

9.02

0.10

实验2

HCl

NaClO3

9.05

0.08

实验3

HCl

O2

7.05

0.93

①实验2中，NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体，大大增加了酸和氧化剂的用量，该反应的离子方程式为______。
②结合实验结果和①中的现象，最终选择H2O2作为氧化剂，原因是______。
③过程iii得到的浸出液循环两次的目的是_____。
（4）浸出液中存在大量H2PO4−和HPO42−，已知：H2PO4− ⇌ HPO42− +H+，HPO42−⇌ PO43−+H+，结合平衡移动原理，解释过程iv得到磷酸铁晶体的原因_____。
（5）对比过程iv和v，说明过程iv不用饱和Na2CO3溶液的原因______。
（6）简述过程vi的操作_______。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下:
【方法一】将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
【方法二】将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
【方法三】以铁红、锂辉石LiAl (SiO3)2 (含少量Ca2+、Mg2+的盐)、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下:
己知: 2LiAl (SiO3) 2+ H2SO4(浓)=Li2SO4+ Al2O3·4SiO2·H2O↓

溶解度/℃

20

40

60

80

溶解度(Li2CO3)/g

1.33

1.17

1.01

0.85

溶解度(Li2SO4) /g

34.2

32.8

31.9

30.5

（1）在方法一中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为______________________________。
（2）在方法二中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有H2O、________(填化学式)生成。
（3）方法一与方法二中，制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是________________。
（4）在方法三中从滤渣I中可分离出Al2O3，如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式________________。
（5）向滤液II中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是___________________________。（6）写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式______________________________________。
（7）磷酸铁锂锋动力电池(简称LFP) 是一种高效、超长寿命的二次电池。其工作原理为:
C6Li+FePO4C6Li(1-x)+ (1-x) FePO4+xLiFePO4充电时，写出阴极反应方程式____________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO₄）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH₃COO)Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子选移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有　　　　　　、
　　　　　　、　　　　　　（填化学式）生成。
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

高三化学选择题简单题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO₄）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH₃COO)Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　（填化学式）生成。
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

高三化学填空题困难题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_________________。
（2）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
（3）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

高三化学填空题简单题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池．磷酸亚铁锂（LiFePO₄）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[（CH₃COO）₂Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出．
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀．沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂．
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行．其原因是______．
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有______、______、______（填化学式）生成．
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为______．
（4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：______．
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为______．
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰，表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（除LiFePO4外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂）中的资源，部分流程如图：
已知：KSP ( Li2CO3)=2.0×10-3 。部分物质的溶解度（S）如下表所示：

T℃

S(Li2CO3)/g

S(Li2SO4)/g

S(Li3PO4)/g

20

1.33

34.2

0.039

80

0.85

30.5

——

100

0.72

——

（1）流程中用“热水洗涤”的原因是____________。
（2）写出碱溶时Al箔溶解的化学方程式 ___________。
（3）酸浸时，用H2O2代替HNO3更好，其优点是________。
（4）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池放电时正极的电极反应式为____。
（5）若滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3溶液后，Li+的沉降率达到90%，计算滤液③中c(CO32-)=____mol/L

高三化学工业流程困难题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰，表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（除LiFePO4外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂）中的资源，部分流程如图：
已知：Ksp ( Li2CO3)=1.6×10-3 。部分物质的溶解度（S）如下表所示：

T℃

S(Li2CO3)/g

S(Li2SO4)/g

S(Li3PO4)/g

20

1.33

34.2

0.039

80

0.85

30.5

——

100

0.72

——

（1）从“正极”可以回收的金属有___。
（2）写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式___。
（3）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池充电时正极的电极反应式为___。
（4）酸浸时产生标准状况下3.36LNO时，溶解 LiFePO4___mol（其他杂质不与HNO3反应），若用H2O2代替HNO3，发生反应的离子方程式为___。
（5）流程中用“热水洗涤”的原因是___。
（6）若滤液②中c(Li+)=4mol/L，加入等体积的Na2CO3后，Li+的沉降率到90%，计算滤液③中c(CO32-)=___mol/L。
（7）“沉淀”时___（填“能”或“不能”）用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3溶液，原因是___。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰，表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（除LiFePO4外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂）中的资源，部分流程如图：
（1）从“正极”可以回收的金属有___________。
（2）“碱溶”时Al箔溶解的离子方程式_________。
（3）“酸浸”时产生标准状况下2.24L NO时，则被氧化的LiFePO4为______mol。（其他杂质不与HNO3反应）
（4）实验测得滤液②中c（Li+）＝4 mol·L－1，加入等体积的Na2CO3溶液后，Li+的沉降率到99%，则滤液③中c（CO32－）＝________ mol·L－1。 [Ksp（Li2CO3）＝1.6×10－3]
（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：LiFePO4＋6C Li1－xFePO4＋LixC6，电池中的固体电解质可传导Li+。充电时，Li+移向_______（填“阳极”或“阴极”）；放电时，正极反应式为_______。
（6）磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定：称取1.40g试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液，再加入HgCl2饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.030 mol·L－1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液40.00mL。
已知：2Fe3+＋Sn2+＋6Cl－=SnCl62－＋2Fe2+
4Cl－＋Sn2+＋2HgCl2=SnCl62－＋Hg2Cl2
6Fe2+＋Cr2O72－＋14H+=6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O
① 实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是__________。
② 磷酸亚铁锂电池中铁的含量为_______。

高三化学工业流程困难题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰，表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（除LiFePO4外，还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂）中的资源，部分流程如图：
（1）从“正极”可以回收的金属有___________________。
（2）“碱溶”时Al箔溶解的离子方程式_________________________。
（3）“酸浸”时产生标准状况下2.24L NO时，则被氧化的LiFePO4为_________mol。（其他杂质不与HNO3反应）
（4）实验测得滤液②中c(Li+)＝4 mol·L-1，加入等体积的Na2CO3溶液后，Li+的沉降率到99%，则滤液③中c(CO)＝________mol·L-1。 [Ksp(Li2CO3)＝1.6×10－3]
（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：LiFePO4＋6C Li1－xFePO4＋LixC6，电池中的固体电解质可传导Li+。放电时，正极反应式为________________________。
（6）磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定：称取1.40g试样用盐酸溶解，在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液，再加入HgCl2饱和溶液，用二苯胺磺酸钠作指示剂，用0.030 mol·L－1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色，消耗重铬酸钾溶液40.00mL。
已知：2Fe3+＋Sn2+＋6Cl－= SnCl＋2Fe2+
4Cl－＋Sn2+＋2HgCl2= SnCl＋Hg2Cl2
6Fe2+＋Cr2O＋14H+ = 6Fe3+＋2Cr3+＋7H2O
①实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是________________________。
②磷酸亚铁锂电池中铁的含量为_______________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析

溶解度/℃	20	40	60	80
溶解度(Li2CO3)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
溶解度(Li2SO4) /g	34.2	32.8	31.9	30.5

T℃	S(Li2CO3)/g	S(Li2SO4)/g	S(Li3PO4)/g
20	1.33	34.2	0.039
80	0.85	30.5	——
100	0.72	——