Question

锰酸锂(LiMn₂O₄)可作为锂离子电池的正极材料。工业上利用软锰矿浆吸收含硫烟气（SO₂ 和O₂）制备锰酸锂，生产流程如下：

已知：①软锰矿主要成分为MnO₂，含少量Fe₂O₃、FeO、Al₂O₃、SiO₂等杂质。

②软锰矿浆在吸收含硫烟气的过程中酸性逐渐增强。

③部分氢氧化物沉淀相关的溶液pH如下表：

（1）已知：

下列措施可提高SO₂吸收率的是__________（填序号）

a.降低通入含硫烟气的温度   b.升高通入含硫烟气的温度

c.减少软锰矿浆的进入量     d.减小通入含硫烟气的流速

（2）加入试剂X能提高产品纯度，则X可以是_____________（填化学式）

（3）加氨水调溶液pH在5～6之间，目的是_______________。

（4）锰酸锂可充电电池的总反应式为：Li_1-xMnO₂+Li_xC LiMn₂O₄+C(x<1)

①放电时，电池的正极反应式为__________________

②充电时，若转移1mole^-，则石墨电极将增重__________g。

Answer

a、dH2O2（或O3）除去铁元素和铝元素[或形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去]Li1－xMn2O4+ xLi++ xe－==LiMn2O47

【解析】（1）a.根据图像，温度越高，SO2吸收率越低，因此降低通入含硫烟气的温度可以提高SO2吸收率，正确； b. 根据图像，温度越高，SO2吸收率越低，升高通入含硫烟气的温度，SO2吸收率降低，错误；c.减少软锰矿浆的进入量，含硫烟气反应更加不充分，SO2吸收率降低，错误；d.减小通入含硫烟气的流速，反应更加充分，能够提高SO2吸收率，正确；故选ad；

（2）软锰矿主要成分为MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质，二氧化硫与软锰矿浆作用生成硫酸锰和少量的硫酸铝、硫酸亚铁等，二氧化硅不反应经过滤成为滤渣Ⅰ；根据氢氧化物沉淀相关的溶液pH可知，后续操作中要沉淀硫酸锰需要除去硫酸铝、硫酸亚铁，而除去硫酸亚铁时硫酸锰也会沉淀，因此需要将硫酸亚铁转化为硫酸铁，因此试剂X具有氧化性，可以选用H2O2（或O3），故答案为：H2O2（或O3）；

（3）加氨水调溶液pH在5～6之间，可以使铁元素和铝元素形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去，故答案为：除去铁元素和铝元素；

（4）①放电时，电池的正极发生还原反应，反应式为Li1－xMn2O4+ xLi++ xe－==LiMn2O4，故答案为：Li1－xMn2O4+ xLi++ xe－==LiMn2O4；

②充电时，石墨电极上发生的反应为C+xe－+ xLi+=LixC，则转移1mole-，石墨电极将增重的质量为1molLi+的质量，为7g，故答案为：7。