12.磷酸铁(FePO4•2H2O)是合成磷酸铁锂的前驱体.以绿矾(FeSO4•7H2O)为原料合成磷酸铁的流程如图所示.

回答下列问题:
(1)在溶解与酸化反应器中需控制$\frac{n(FeS{O}_{4}•7{H}_{2}O)}{n({H}_{3}P{O}_{4})}$为1:3.5,其目的是:
①保证其pH=1.8;
②PO43-过量有利于析出FePO4,避免Fe3+以其它形式沉淀,提高FePO4的纯度
(2)氧化釜中Fe2+被氧化的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O.
(3)在沉淀釜中加碱需控制溶液的pH≤2.2.
①pH偏大时,产品的质量较差,其原因为pH过大时主要生成氢氧化铁沉淀(已知Ksp(FePO4)=1.3×10-22,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39
②生成FePO4•2H2O沉淀的离子方程式为Fe3++H3OP4+2OH-=FePO4•2H2O↓+H2O
(4)陈化釜中陈化的目的是使小晶粒逐渐溶解,大晶粒逐渐长大,提高沉淀的纯度.
(5)合成磷酸亚铁锂(LiFePO4)的步骤如下:
球磨罐中加入适量蒸馏水,再加入一定量的氢氧化锂和一定量的蔗糖使其溶解,用醋酸调节pH到9.0,最后加入一定量的FePO4•2H2O,球磨7h,再经干燥,在700℃和氮气的氛围下煅烧,最后得磷酸亚铁锂.已知:首先发生反应C12H22O11→12C+11H2O.
①球磨的目的是减小FePO4•2H2O颗粒大小,有利于反应物混合均匀.
②需在氮气氛围下进行反应的原因是隔绝空气,防止二价铁被氧化.
③写出FePO4生成LiFePO4的化学方程式:2FePO4+2LiOH+C$\frac{\underline{\;\;\;\;\;N_{2}\;\;\;\;\;}}{700℃}$2LiFePO4+CO↑+2H2O.
(6)若测得(5)得到的产品中n(Li):n(Fe):n(P)=0.8:1:1,则产品中$\frac{n(F{e}^{2+})}{n(F{e}^{3+})}$=4:1.
11.氯化亚铜(CuCl)是微溶于水但不溶于乙醇的白色粉末,溶于浓盐酸会生成HCuCl2,常用作催化剂.实验室可用废铜屑、浓盐酸、食盐及氧气制取CuCl.已知KMnO4不与稀盐酸反应,回答下列问题:
(1)甲组同学拟选择合适的方法制取氧气.
①若选择如图1所示的装置,则仪器a、b中应盛放的试剂分别为H2O2溶液、MnO2
②若仪器c中盛放的是高锰酸钾固体,则制取氧气的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑.
(2)乙组同学采用甲组装置制取氧气并通过下列装置和步骤制备氯化亚铜.
步骤1:在三颈烧瓶中加入浓盐酸、食盐、铜屑、加热至60~70℃开动搅拌器,同时缓慢通入氧气,制得NaCuCl2
步骤2:反应完全后,冷却,用适量的水稀释,析出CuCl.
步骤3:过滤,用盐酸和无水乙醇洗涤固体.
步骤4:在60~70℃干燥固体得到产品.
①步骤1适宜采用的加热方式为水浴加热;搅拌的目的是使反应物充分接触,加快反应速率.
②若乙组同学在步骤2中不慎用稀硝酸进行稀释,则会导致CuCl的产率降低.
③步骤3用乙醇洗涤的目的是洗去固体表面可溶性杂质,减小溶解导致的损失.
(3)丙组同学拟测定乙组产品中氯化亚铜的质量分数.实验过程如下:
准确称取乙组制备的氯化亚铜产品1.600g,将其置于足量的FeCl3溶液中,待样品全部溶解后,加入适量稀硫酸,用0.2000mol•L-1的KMnO4标准溶液滴定到终点,消耗KMnO4溶液15.00mL,反应中MnO4-被还原为Mn2+
①加入适量稀硫酸的作用是酸化,提高KMnO4的氧化能力.
②产品中氯化亚铜的质量分数为93.28%.
 0  155751  155759  155765  155769  155775  155777  155781  155787  155789  155795  155801  155805  155807  155811  155817  155819  155825  155829  155831  155835  155837  155841  155843  155845  155846  155847  155849  155850  155851  155853  155855  155859  155861  155865  155867  155871  155877  155879  155885  155889  155891  155895  155901  155907  155909  155915  155919  155921  155927  155931  155937  155945  203614 

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