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高中化学
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综合题
1.
(2020·抚州模拟)
2019 年诺贝尔化学奖用于奖励对锂离子电池的发展做出贡献的三位科学家。锂离子电池如今被用于各个领域，使一个无化石燃料的社会成为可能。LiFePO
4
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Li
2
O• Al
2
O
3
•4SiO
2
， 含少量铁、钙、镁)为原料制备纯净的碳酸锂，进而制备LiFePO
4
的工艺流程：
已知：Li
2
O•Al
2
O
3
•4SiO
2
＋H
2
SO
4
(浓)
Li
2
SO
4
＋Al
2
O
3
•4SiO
2
•H
2
O↓回答下列问题：
（1） LiFePO
4
中铁元素的化合价为
，铁元素进行焰色反应的颜色是
(填序号)。
A．无焰色反应 B．黄色 C．紫色 D．砖红色
（2） 向滤液 1 中加入适量的 CaCO
3
细粉用于消耗硫酸并将 Fe
3+
转化为红褐色沉淀，若
=3，反应的化学方程式为
；滤渣2 的主要成分是 Fe(OH)
3
、
(填化学式)
（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） 流程中加H
2
C
2
O
4
和FePO
4
， 用于煅烧制备 LiFePO
4
， 该反应的化学方程式为
。
（5） 若滤液1中c(Mg
2+
)=0.2 mol/L，向其中加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍)，使Fe
3+
恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe
3+
)=1.0×10
-5
mol/L，此时是否有 Mg
3
(PO
4
)
2
沉淀生成？
(列式计算说明)。已知 FePO
4
、Mg
3
(PO
4
)
2
的
K
sp 分别为 1.3×10
-22
、1.0×10
-24
。(6)一种锂离子电池的反应原理为 LiFePO
4
Li+FePO
4
。写出放电时正极电极反应式：
。
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