高纯度锰酸锂（LiMn2O4）是锂电池重要的正极材料．
（1）工业上有一种制取高纯度锰酸锂的方法如下：
①由硫酸锰与K2S2O8溶液常温下混合一周，慢慢得到球形二氧化锰（MnO2）．请写出发生的化学反应方程式：MnSO4+K2S2O8+2H2O═MnO2↓+K2SO4+2H2SO4MnSO4+K2S2O8+2H2O═MnO2↓+K2SO4+2H2SO4．
②过滤、干燥得到球形二氧化锰，再与氢氧化锂750℃共热5h,得到锰酸锂．请写出发生的化学反应方程式：4LiOH+8MnO2 750℃ 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑4LiOH+8MnO2 750℃ 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑．
（2）氢氧化锂容易与二氧化碳反应，工业上常用碳酸锂代替．
把分析纯碳酸锂与球形二氧化锰两种粉末，按物质的量1：4混合均匀加热．
①升温到515℃时，开始有CO2产生，同时生成固体A，比预计碳酸锂的分解温度（723℃）低得多．原因是二氧化锰是催化剂，加快了碳酸锂分解二氧化锰是催化剂，加快了碳酸锂分解．
②升温到566℃时，产生另一种气体X，X恰好与CO2物质的量相等，同时得到固体B．请写出发生的化学反应方程式：4MnO2 566℃ 2Mn2O3+O2↑4MnO2 566℃ 2Mn2O3+O2↑．
③升温到720℃时，A、B反应，固体质量逐渐增加，当质量不再增加时，得到高纯度的锰酸锂．请写出发生的化学反应方程式：2Li2O+4Mn2O3+O2 720℃ 4LiMn2O42Li2O+4Mn2O3+O2 720℃ 4LiMn2O4．
750
℃
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566
℃
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720
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【考点】制备实验方案的设计．
【答案】MnSO4+K2S2O8+2H2O═MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；4LiOH+8MnO2 4LiMn2O4+2H2O↑+O2↑；二氧化锰是催化剂，加快了碳酸锂分解；4MnO2 2Mn2O3+O2↑；2Li2O+4Mn2O3+O2 4LiMn2O4
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【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：15引用：1难度：0.1
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
