锂离子电池历经半个世纪岁月的考验,作出重大贡献的三位科学家被授予2019 年诺贝尔化学奖。磷酸亚铁锂( LiFePO4)是新型锂离子电池的正极材料。某小组拟设计以一种锂辉石(主要成分为Li2O· Al2O3·4SiO2,含少量铁、钙、镁)为原料制备纯净的碳酸锂,进而制备LiFePO4的工艺流程:
已知:LiO2·Al2O3·4SiO2+H2SO4(浓) Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓
回答下列问题:
(1) LiFePO4含有锂、铁两种金属元素,它们焰色反应的颜色分别是_____________(填序号)。
A.紫红色、无焰色反应 B.黄色、无焰色反应
C.黄色、紫色 D.洋红色、黄绿色
(2)滤渣1的主要成分是_____________;向滤液1中加入适量的CaCO3细粉用于消耗硫酸并将Fe3+转化为红褐色沉淀,若=3,反应的离子方程式为__________; 滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、________、 CaSO4,其中 Fe(OH)3 脱水后可生成一种元素种类不变且摩尔质量为89 g·mol -1的新化合物,其化学式为_______________。
(3)已知碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小,上述流程中趁热过滤的目的是________。
(4)煅烧制备LiFePO4时,反应的化学方程式为_____________________。
(5)某种以LiFePO4,作正极材料的锂电池总反应可表示为: LiFePO4+CLi1-xFePO4 +CLix。放电时正极的电极反应式为__________。
无水MgBr2可用作催化剂,实验室采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2,装置如图所示(夹持装置省略)。
已知:①Mg和Br2剧烈反应,放出大量的热; MgBr2 具有强吸水性;
②MgBr2 + 3C2H5OC2H5MgBr2·3C2H5OC2H5。
实验主要步骤如下:
步骤1:三颈烧瓶中装人10 g镁屑(镁带打磨光亮后剪碎)和
150 mL无水乙醚;仪器B中加入15 mL液溴,连接装置;,
步骤2:打开止水夹,缓慢通人干燥的氮气,直至溴完全导入三颈烧瓶中;
步骤3:反应完毕后恢复至室温,过滤除去镁,滤液转移至另一干燥的烧瓶中,冷却至0°C,析出.晶体,过滤得三乙醚合溴化镁粗产品;
步骤4:用苯洗涤粗产品,减压过滤,得三乙醚合溴化镁,将其加热至1609°C分解得无水MgBr2。
回答下列问题:
(1)MgBr2 的形成过程可用电子式表示为_____________
(2)仪器A的作用是_______;仪器B的名称是___________.实验前仪器A、B和三颈烧瓶内壁均需保持干燥,原因是__________________
(3)实验中,______________(填“能”或“不能”)用干燥空气代替干燥氮气,理由是___________。
(4)若去除冰水浴,三颈烧瓶中生成MgBr2的同时,可能会生成少量杂质X, 1 mol X含50 mol e-,其化学式为______________________________________________。
(5)步骤4采用减压过滤(降低容器内压强,使固液快速分离),下列装置可用作减压过滤的是________________________(填序号)。
(6)为测定产品的纯度(假定杂质不参与反应),可用EDTA (简写为Y4-,无色)标准溶液滴定,以络黑T为指示剂(pH=6.3~11.6时显蓝色,pH>11.6时显橙色)。已知: Mg2+与络黑T形成的配合物(Mg2+_络黑T)呈酒红色,Mg2+与Y4-形成的MgY2-为无色;在pH约为9的缓冲溶液中滴定,反应的离子方程式可简单表示为: Mg2+ + Y4-=MgY2-, Mg2+-络黑 T+Y4- =MgY2- +络黑T。
①判断滴定终点的现象为__________________.
②测定前,先称取0.2500g无水MgBr2产品,溶解后,加人2滴络黑T试液作指示剂,用0. 0500 mol·L-1 EDTA标准溶液滴定至终点,重复三次滴定,平均消耗EDTA标准溶液26. 60 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是___________________.
25 C时,H2SO3的pKa1、pKa2(pK= -lgK)分别为1.89、7.20, NH3·H2O的pKb为4.72。常温时,下列指定溶液中粒子物质的量浓度关系正确的是
A.pH=3的H2SO3溶液中,c(HSO3 -) +2c(SO3-)=1 ×10-3 mol·L-1
B.0.1 mol·L-1H2SO3溶液用NaOH溶液滴定至pH =7.20, c( HSO3 ) =2c(SO3- )
C.0.1 mol.L-1H2SO3溶液用氨水滴定至pH=7.0, c(NH4+) =c(HSO3-) +c(SO32- )
D.0.1 mol·L-1NH4HSO3溶液中: c(NH4+ ) >c(H+) >c( NH3·H2O)
铅氧化还原液流电池是一种新型储能电池。该电池以酸性甲基磺酸铅溶液为电解液,简化的工作原理如图所示,下列说法正确的是
A.放电时,H+经过循环泵向Pb电极移动
B.放电时,负极反应式为Pb-2e- +SO42- = PbSO4
C.充电时,电解液中H+、Pb2+的物质的量浓度均减小
D.充电时,阳极反应式为Pb2+ +2H2O-2e- = PbO2 +4H+
X、Y、Z均为短周期主族元素,X和Y核外电子数之和等于Z核外电子数。Y为金属元素,其周期序字数等于族序数。单质Z在常温常压下是淡黄绿色气体,其氢化物在标准状况下呈液态。下列叙述错误的是
A.Y原子半径大于X
B.同族元素的氢化物中,Z的氢化物还原性最弱
C.X的最高价氧化物的水化物是一种两性氢氧化物
D.Y的氯化物中,原子的最外电子层不都满足8电子稳定结构
下列有关实验操作的说法正确的是
A.用苯萃取溴水中的溴,分液时应从下口放出溴的苯溶液
B.中和热测定时环形玻璃搅拌棒要不断地顺时针搅拌,目的是为了混合均匀,充分反应
C.用滴定管量取溶液体积,若读数时放出液体前仰视,放出液体后俯视,则测量值小于真实值
D.用已知质量分数和密度的浓硫酸配制100 mL 1 mol· L-1H2SO4溶液,通常按计算值称量所需浓硫酸的质量.