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1、填空题 磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的盐)、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下:

已知:2LiAl(SiO3)2 + H2SO4(浓)
?Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O↓
温度/℃
| 20
| 40
| 60
| 80
|
溶解度(Li2CO3)/g
| 1.33
| 1.17
| 1.01
| 0.85
|
溶解度(Li2SO4)/g
| 34.2
| 32.8
| 31.9
| 30.7
|
?
(1)从滤渣Ⅰ中可分离出Al2O3,如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式?。

(2)滤渣Ⅱ的主要成分是:?(填化学式)。
(3)向滤液Ⅱ中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是?
?。
(4)写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式?。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+Li
LiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+。试写出该电池放电时的正极反应:?。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为?。
参考答案:(1)Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+?(2分)
(2)Mg(OH)2、CaCO3(共4分,对一个得2分,答错不得分,但不倒扣分)
(3)Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li2CO3的损失(2分)
(4)2FePO4+ Li2CO3+2C
?2LiFePO4+3CO↑(2分)
(5)FePO4+Li++e-=LiFePO4(2分);1.4g(2分)
本题解析:(1)由已知化学方程式可知,滤渣Ⅰ的主要成分是Al2O3·4SiO2·H2O,要通过灼烧沉淀生成氧化铝,故沉淀为氢氧化铝,则必须加入过量的弱碱,如氨水;(2)锂辉石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的盐),故用氢氧化钠先中和过量的浓硫酸,再调高pH值,使镁离子变成氢氧化镁沉淀析出,钙离子则通过加入碳酸钠,生成碳酸钙沉淀析出,故滤渣Ⅱ的主要成分是Mg(OH)2、CaCO3;(3)由表中数据可知,Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,故通过热水洗涤可减少碳酸锂的损失;(4)因加入过量碳粉,故碳粉必定不能完全反应,因此生成一氧化碳,而非二氧化碳,根据得失电子守恒进行配平;(5)电池放电时,正极发生还原反应,电极反应式为FePO4+Li++e-=LiFePO4;当电解饱和食盐水时,阳极为氯离子在放电,产生氯气,阴极为氢离子在放电,产生氢气,当两极共有4480mL气体产生,即0.1mol氯气和0.1mol氢气,转移0.2mol电子,相当于消耗0.2mol的锂,质量为1.4g。
点评:化工生产跟人类的生活息息相关,它是化学在现实生活中的最有用的应用,近年来化工生产在高考中的分量逐渐增大,考生在备考过程中应注意联系实际,学以致用。难度较大。
本题难度:困难
2、实验题 (12分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:

已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2?3H2O。②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。回答下列问题:
(1)发生器中发生反应的离子方程式为 ,发生器中鼓入空气的作用可能是 ? (选填序号)。
a.将SO2氧化成SO3,增强酸性? b.稀释ClO2以防止爆炸? c.将NaClO3还原为ClO2
(2)吸收塔内反应的化学方程式为 ,吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是 ? 。
(3)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。以下还可以选择的还原剂是 ? (选填序号)。
a. Na2O2? b. Na2S? c.FeCl2?
(4)从滤液中得到NaClO2?3H2O粗晶体的实验操作依次是 ? (选填序号)。
a.蒸馏? b.蒸发? c.灼烧? d.过滤? e.冷却结晶
参考答案:(12分)(1)2ClO3-+SO2=2ClO2↑+SO42-?b;
(2)2NaOH+2ClO2+H2O2="2" NaClO2+2 H2O+O2↑,防止H2O2分解
(3)a;
(4)bed
本题解析:略
本题难度:简单
3、选择题 钢筋、水泥和沙石是重要的建筑材料,有关说法不正确的是( )
A.铁合金是目前使用量最大的金属材料
B.制造水泥的主要原料是石灰石和黏土
C.沙子的主要成分是SiO2
D.铁是地壳中含量最多的金属元素
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 下列物质中属于复合材料的是
[? ]
A.水泥
B.玻璃
C.陶瓷
D.玻璃钢
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 下列有关无机非金属材料的说法中,不正确的是
[? ]
A、高纯硅可用于制造半导体材料
B、SiO2?制成玻璃纤维,由于导电能力强而被用于制造光缆
C、玻璃、水泥、陶瓷其成分均含有硅酸盐
D、Si3N4是一种新型无机非金属材料,可用于制造发动机
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单