【題目】二氟磷酸鋰(LiPO2F2)作為電解液添加劑能夠有效提升鋰電池的循環(huán)性能。在氮?dú)鈿夥障,?/span>PFA(全氟烷氧基樹脂)燒瓶中加入高純LiPF6Li2CO3固體,以碳酸二甲酯作溶劑制備LiPO2F2,其流程如下:

已知:LiPF6是一種白色結(jié)晶或粉末,潮解性強(qiáng),遇水發(fā)生反應(yīng)如下:LiPF6H2OLiFPOF32HF↑

1)反應(yīng)Ⅰ需要控制在60℃的條件下進(jìn)行,適宜的加熱方式為_____________。

2)反應(yīng)Ⅰ中有一種無色無味的氣體生成,該氣體的電子式為_______________。反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為______________________________________

3)高純LiPF6需要控制適當(dāng)過量的原因可能是_____________________________ LiPO2F2制備過程中不采用玻璃儀器的原因是____________________________。

4)保持其他實(shí)驗(yàn)條件都不變,在精制過程中加入提純?nèi)軇?/span>(雜質(zhì)和LiPO2F2均可溶解在提純?nèi)軇┲?/span>),LiPO2F2在提純?nèi)軇┲械臐舛葘?duì)產(chǎn)品純度和收率(收率=×100%)的影響如圖所示。由圖可知,隨著LiPO2F2濃度的減小,產(chǎn)品純度逐漸增大,收率逐漸降低。其原因可能是_______

5)已知:常溫下,碳酸鋰微溶于水,碳酸氫鋰可溶于水。工業(yè)級(jí)碳酸鋰中含有少量難溶于水且與CO2不反應(yīng)的雜質(zhì)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)從工業(yè)級(jí)碳酸鋰制備高純碳酸鋰的實(shí)驗(yàn)方案。(實(shí)驗(yàn)中須使用的試劑有:去離子水,CO2氣體;除常用儀器外須使用的儀器:恒溫水浴鍋、真空干燥箱)__________

6)已知碳酸鋰Ksp=8.6×10-4,向濃度為0.2mol·L1的硫酸鋰溶液中加入等體積的碳酸鈉溶液產(chǎn)生沉淀,則所加碳酸鈉溶液的最低濃度為______________________。

【答案】:水浴加熱 LiPF6+2Li2CO3 LiPO2F2+2CO2+LiF LiPF6易潮解,遇水反應(yīng)會(huì)損耗 玻璃中含有SiO2會(huì)與含氟物質(zhì)發(fā)生反應(yīng) 當(dāng)加入越多的提純?nèi)軇,?huì)溶解更多的雜質(zhì),產(chǎn)品的純度提高,但同時(shí)也溶解了越來越多的LiPO2F2產(chǎn)品,導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低 向工業(yè)級(jí)碳酸鋰中加入一定量的去離子水,攪拌均勻,通入過量CO2氣體,過濾,將濾液置于恒溫水浴鍋中至大量固體析出,過濾,用去離子水洗滌,真空干燥箱干燥,得到高純度碳酸鋰 0.043mol/L

【解析】

根據(jù)流程圖中反應(yīng)物和生成物的性質(zhì)及原子守恒原理判斷生成物,書寫反應(yīng)方程式;根據(jù)二氧化碳的成鍵特點(diǎn)書寫電子式;根據(jù)題干信息中物質(zhì)的性質(zhì)分析分離與提純過程中的操作方法;根據(jù)溶度積表達(dá)式計(jì)算沉淀時(shí)溶液中的離子濃度。

1)要控制在60℃的條件下進(jìn)行,則適宜的加熱方式為水浴加熱,故答案為:水浴加熱;

2)反應(yīng)I中有Li2CO3參加,則生成的無色無味氣體為二氧化碳,屬于共價(jià)化合物,電子式為;根據(jù)流程圖知反應(yīng)I中的反應(yīng)物為LiPF6Li2CO3,產(chǎn)物為LiPO2F2CO2LiF,則反應(yīng)方程式為:LiPF6+2Li2CO3 LiPO2F2+2CO2↑+LiF;

故答案為:LiPF6+2Li2CO3 LiPO2F2+2CO2↑+LiF;

3)根據(jù)題干信息知,LiPF6易潮解,遇水反應(yīng)會(huì)損耗,需要控制適當(dāng)過量;玻璃中含有SiO2會(huì)與含氟物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),所以不采用玻璃儀器,故答案為:LiPF6易潮解,遇水反應(yīng)會(huì)損耗;玻璃中含有SiO2會(huì)與含氟物質(zhì)發(fā)生反應(yīng);

4)根據(jù)收率表達(dá)式(收率=×100%)及題干信息分析知,當(dāng)加入越多的提純?nèi)軇,?huì)溶解更多的雜質(zhì),產(chǎn)品的純度提高,但同時(shí)也溶解了越來越多的LiPO2F2產(chǎn)品,導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低,故答案為:當(dāng)加入越多的提純?nèi)軇瑫?huì)溶解更多的雜質(zhì),產(chǎn)品的純度提高,但同時(shí)也溶解了越來越多的LiPO2F2產(chǎn)品,導(dǎo)致產(chǎn)品收率降低;

5)根據(jù)題干信息知,通入二氧化碳?xì)怏w可以將微溶碳酸鋰轉(zhuǎn)化為可溶的碳酸氫鋰,過濾方法除去難溶雜質(zhì),然后加熱析出晶體,故答案為:向工業(yè)級(jí)碳酸鋰中加入一定量的去離子水,攪拌均勻,通入過量CO2氣體,過濾,將濾液置于恒溫水浴鍋中至大量固體析出,過濾,用去離子水洗滌,真空干燥箱干燥,得到高純度碳酸鋰;

6)加入等體積的碳酸鈉溶液,則溶液濃度變?yōu)樵瓉?/span>1/2,Ksp==8.6×10-4,則c(Na2CO3)=c(CO32-)==0.0215mol/L,則所加碳酸鈉溶液的最低濃度為0.0215mol/L×2=0.043mol/L,故答案為:0.043mol/L。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】1)已知Na2S2O3H2SO4=Na2SO4S↓SO2H2O,甲同學(xué)通過測(cè)定該反應(yīng)發(fā)生時(shí)溶液變渾濁的時(shí)間,研究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一如下(所取溶液體積均為10 mL):

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

實(shí)驗(yàn)溫度/

cNa2S2O3/ mol·L1

cH2SO4/ mol·L1


25

01

01


25

02

01


25

01

02


50

02

01


50

01

01

其他條件不變時(shí):探究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇實(shí)驗(yàn)____________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào));若同時(shí)選擇實(shí)驗(yàn)①、實(shí)驗(yàn)②、實(shí)驗(yàn)③,測(cè)定混合液變渾濁的時(shí)間,可探究______________對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。

2)在一定溫度下,若將4a mol H22a mol N2放入V L的密閉容器中,5 min后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%,則該段時(shí)間用H2表示的反應(yīng)速率為______________________

實(shí)驗(yàn)二:已知2KMnO45H2C2O43H2SO4=K2SO42MnSO48H2O10CO2,在開始一段時(shí)間內(nèi),反應(yīng)速率較小,溶液褪色不明顯;但不久突然褪色,反應(yīng)速率明顯增大。

3)針對(duì)上述現(xiàn)象,某同學(xué)認(rèn)為該反應(yīng)放熱,導(dǎo)致溶液溫度上升,反應(yīng)速率增大。從影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素看,你猜想還可能是______________________的影響。

4)若用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想,除酸性高錳酸鉀溶液、草酸溶液外,可以在反應(yīng)一開始時(shí)加入______________(填字母序號(hào))。

A.硫酸鉀 B.硫酸錳 C.氯化錳 D.水

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【題目】我國前科學(xué)院院長(zhǎng)盧嘉錫與法裔加拿大科學(xué)家 Gignere巧妙地利用尿素(H2NCONH2)H2O2 形成加合物H2NCONH2 H2O2,不但使H2O2穩(wěn)定下來,而且結(jié)構(gòu)也沒有發(fā)生改變,得到了可供做衍射實(shí)驗(yàn)的單晶體,經(jīng)測(cè)定H2O2的結(jié)構(gòu)如下圖所示,結(jié)合以上信息,下列說法中正確的是 ( )

A.H2O2僅有氧化性

B.H2O2是非極性分子,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HO—OH

C.H2NCONH2H2O2是通過氫鍵結(jié)合的

D.任何分子式中的" "都表示氫鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是

A.0.1mol氯化鐵溶于1L水中,所得溶液含有0.1NA個(gè)Fe3+

B.2L0.5mol/L Na2SO4溶液中的Na+數(shù)目為2NA

C.1.00 mol NaCl中含有NA個(gè)NaCl分子

D.25℃時(shí),pH=131.0L Ba(OH)2溶液中含有的OH-數(shù)目為0.2NA

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定條件下,向某密閉容器中充入一定量的H2I2蒸氣,發(fā)生如下反應(yīng):H2(g)+I2(g)2HI(g),反應(yīng)達(dá)到平衡,下列說法正確的是

A.平衡時(shí),正逆反應(yīng)速率相等且等于零

B.平衡時(shí),c( H2)=c(I2)=c(HI)

C.平衡時(shí)只有H2I2反應(yīng)生成HI

D.平衡時(shí),混合氣體的所有成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均保持不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,對(duì)于pH=11的氨水,下列判斷正確的是

A. 該氨水的濃度為1.0×103mol·L1

B. 加水稀釋,溶液中所有離子的濃度均減小

C. 加水稀釋,溶液中c(NH4+)/c(NH3·H2O)變大

D. pH=3的鹽酸等體積混合,反應(yīng)后溶液pH=7

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖中 AB、CD E均為有機(jī)化合物。已知:A的分子式為C14H18O4,C能跟 NaHCO3發(fā)生反應(yīng),CD的化學(xué)式中碳原子數(shù)相差1,且相對(duì)分子質(zhì)量相等,E為無支鏈的鏈狀化合物。

根據(jù)上圖回答問題:

(1)化合物B中含有的官能團(tuán)是__________(寫名稱)

(2)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______________

(3)①的反應(yīng)類型是________________.

(4)寫出②的化學(xué)反應(yīng)方程式________________

(5)同時(shí)符合下列三個(gè)條件的B的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_____種,寫出核磁共振氫譜有六組峰,峰面積之比為1:2:2:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式__________。

. FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)

.含有對(duì)二取代苯環(huán)結(jié)構(gòu)

.在酸性或者堿性條件下可以水解

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黃色)+2H+。用K2Cr2O7溶液進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):(

結(jié)合實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是(

A.若向④中加入70%H2SO4溶液至過量,溶液變?yōu)槌壬?/span>

B.①中溶液橙色加深,③中溶液變黃

C.對(duì)比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性強(qiáng)

D.②中Cr2O72-C2H5OH還原

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列描述的化學(xué)反應(yīng)狀態(tài),不一定是平衡狀態(tài)的是(

A.3H2(g)N2(g) 2NH3(g)反應(yīng)體系中H2N2的物質(zhì)的量之比保持31

B.2NO2(g) N2O4(g)恒溫、恒容下,反應(yīng)體系中氣體的壓強(qiáng)保持不變

C.CaCO3(s) O2(g)CaO(s)恒溫、恒容下,反應(yīng)體系中氣體的密度保持不變

D.H2(g)Br2(g) 2HBr(g)恒溫、恒容下,反應(yīng)體系中氣體的顏色保持不變

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