锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池，它的问世使得锂离子动力电池在纯电动汽车与混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。工业上用某软锰矿(主要成分为，还含有少量铁、铝及硅等元素的氧化物)为原料制备尖晶石结构的锰酸锂()流程如图：请回答下列问题：

1. 锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池，它的问世使得锂离子动力电池在纯电动汽车与混合动力车等大型蓄电池应用领域占据主导地位。工业上用某软锰矿(主要成分为 $\text{[math]}$ ，还含有少量铁、铝及硅等元素的氧化物)为原料制备尖晶石结构的锰酸锂( $\text{[math]}$ )流程如图：

请回答下列问题：

(1) 为加快“浸取”速率，写出两种可采取的措施、。

(2) “浸取”得到的浸取液中阳离子主要是 $\text{[math]}$ ，生成 $\text{[math]}$ 的离子方程式为。

(3) 已知：室温下， $\text{[math]}$ 时， $\text{[math]}$ 开始沉淀，“精制”时(室温)除去 $\text{[math]}$ 溶液中的 $\text{[math]}$ (使其浓度小于 $\text{[math]}$ )，需调节溶液 $\text{[math]}$ 范围为。

(4) 在催化剂存在下，从下表可知升高氧化温度有利于氢氧化锰的氧化，分析工业“控温、氧化”过程中，最适宜选定的氧化温度为，原因是。

氧化温度/℃	230	280	300	330	350	400
$\text{[math]}$ 的质量分数/%	70.8	72.3	73.4	74.9	75.1	75.5

(5) “锂化”是将 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 按4：1的物质的量比配料，球磨3～5h，然后升温至600～750℃，保温24h，自然冷却至室温得产品，所得混合气体的成分是。

(6) 一种 $\text{[math]}$ 晶体的晶胞示意图如图，该长方体晶胞的长和宽均为anm，高为bnm。

①图中“黑球”代表的是(填“Mn”或“O”)。

②VA为阿伏加德罗常数，该晶体的密度为 $\text{[math]}$ (列出计算式即可)。

【考点】

晶胞的计算; 氧化还原反应方程式的配平; 难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;

【答案】

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流程题困难

1. 工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如图所示：

已知：(1)锂辉石的主要成分为Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂ ，其中含少量 $\text{[math]}$ 元素。

(2)Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂+H₂SO₄(浓) $\text{[math]}$ Li₂SO₄+Al₂O₃·4SiO₂·H₂O

(3)某些物质的溶解度(S)如下表所示：

T/℃

20

40

60

80

S(Li₂CO₃)/g

1.33

1.17

1.01

0.85

S(Li₂SO₄)/g

34.2

32.8

31.9

30.7

回答下列问题：

(1) 从滤渣1中分离出 $\text{[math]}$ 的流程如图所示：

写出生成沉淀的离子方程式：。

(2) 已知滤渣2的主要成分有。

(3) 最后一个步骤中，用“热水洗涤”的目的是。

(4) 工业上，将 $\text{[math]}$ 粗品制备成高纯 $\text{[math]}$ 的部分工艺如下：

a．将 $\text{[math]}$ 溶于盐酸作电解槽的阳极液， $\text{[math]}$ 溶液作阴极液，两者用离子选择性透过膜隔开，用惰性电极电解。

b．电解后向 $\text{[math]}$ 溶液中加入少量 $\text{[math]}$ 溶液并共热，过滤、烘干得高纯 $\text{[math]}$ 。

①a中电解时所用的是(填“阳离子交换膜”或“阴离子交换膜”)。

②电解后， $\text{[math]}$ 溶液浓度增大的原因是， $\text{[math]}$ 中生成 $\text{[math]}$ 反应的化学方程式是

(5) 磷酸亚铁锂电池总反应为FePO₄+Li $\text{[math]}$ LiFePO₄ ，电池中的固体电解质可传导 $\text{[math]}$ ，写出该电池放电时的正极反应：。

(6) 铬与铁为同周期元素，某含铬化合物立方晶胞如图所示。Ca和Cr的最近距离为anm，设N_A为阿伏加德罗常数的值，则该晶体密度为(填含a、N_A的表达式)g·cm^-3。

流程题普通