Li2CO3可用于制备锂电池的正极材料LiCoO2，以某锂云母矿石（主要成分为Li2O，还有Al2O3、Fe2O3、MnO、MgF2等杂质）制备Li2CO3。
已知：①有关沉淀数据如下表（“完全沉淀”时金属离子浓度≤1.0×10-5 mol•L-1）。
| 沉 淀 | Al（OH）3 | Fe（OH）2 | Fe（OH）3 | Co（OH）2 | Mn（OH）2 | Mg（OH）2 |
| 恰好完全沉淀时pH | 5.2 | 8.8 | 3.2 | 9.4 | 9.8 | 11.1 |
利用锂云母矿石制备Li2CO3步骤如下：
（1）酸浸。向锂云母矿石中加入30%硫酸，加热至90℃，装置如上图所示。烧杯中试剂的作用是
吸收HF，防止污染空气
吸收HF，防止污染空气
。（2）调pH。向酸浸后的溶液中加入NaOH溶液，调节pH约为6，过滤。再向滤液中继续滴加氢氧化钠溶液调pH＞12，过滤，此时的滤渣主要成分为
Mg（OH）2、Mn（OH）2
Mg（OH）2、Mn（OH）2
。分两次调节pH的主要原因是 防止铝元素转化为AlO2-，无法去除
防止铝元素转化为AlO2-，无法去除
。（3）沉锂。将已经除杂的溶液蒸发浓缩，向浓缩后的滤液中加入稍过量饱和Na2CO3溶液，加热煮沸，趁热过滤，将滤渣洗涤烘干，得Li2CO3固体。浓缩液中离子浓度过大将在产品中引入
Na2SO4
Na2SO4
杂质（填化学式）。（4）Li2CO3和Co3O4混合后，在空气中高温加热可以制备锂电池的正极材料LiCoO2，写出反应方程式：
6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2
高温
6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2
。高温
（5）CoC2O4•2H2O热分解可制备Co3O4。请补充完整由含c（Co2+）=0.1 mol•L-1的浸出液（含有杂质Al3+、Fe3+、Fe2+）制备纯净的CoC2O4•2H2O实验方案：
向浸出液中边搅拌加入适量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液调节pH的范围至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+；过滤，向滤液中加入（NH4）2C2O4溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤的滤液加入AgNO3溶液不再出现沉淀为止
向浸出液中边搅拌加入适量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液调节pH的范围至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+；过滤，向滤液中加入（NH4）2C2O4溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤的滤液加入AgNO3溶液不再出现沉淀为止
，干燥，得到CoC2O4•2H2O晶体。（须使用的试剂：NaClO3，NaOH，AgNO3溶液，（NH4）2C2O4，蒸馏水）
（6）为确定由CoC2O4•2H2O获得Co3O4的最佳煅烧温度，准确称取4.575 g的CoC2O4•2H2O样品，在空气中加热，固体样品的剩余质量随温度的变化如图所示（已知385℃以上残留固体均为金属氧化物）。经测定，205～385℃的煅烧过程中，产生的气体为CO2，计算AB段消耗O2在标准状况下的体积
0.37L
0.37L
（写出计算过程，结果保留2位有效数字）。【考点】制备实验方案的设计．
【答案】吸收HF，防止污染空气；Mg（OH）2、Mn（OH）2；防止铝元素转化为AlO2-，无法去除；Na2SO4；6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2；向浸出液中边搅拌加入适量NaClO3氧化Fe2+，再滴加NaOH溶液调节pH的范围至5.2～7.4除去Al3+、Fe3+；过滤，向滤液中加入（NH4）2C2O4溶液至不再产生沉淀，过滤，用蒸馏水洗涤至取最后一次洗涤的滤液加入AgNO3溶液不再出现沉淀为止；0.37L
高温
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：34引用：1难度：0.4
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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、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 -
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 -
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
