Question

【題目】錳酸鋰(LiMn2O4)可作為鋰離子電池的正極材料。工業(yè)上利用軟錳礦漿吸收含硫煙氣（SO2 和O2）制備錳酸鋰，生產(chǎn)流程如下：

已知：①軟錳礦主要成分為MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)。

②軟錳礦漿在吸收含硫煙氣的過程中酸性逐漸增強(qiáng)。

③部分氫氧化物沉淀相關(guān)的溶液pH如下表：

（1）已知：

下列措施可提高SO2吸收率的是__________（填序號）

a.降低通入含硫煙氣的溫度 b.升高通入含硫煙氣的溫度

c.減少軟錳礦漿的進(jìn)入量 d.減小通入含硫煙氣的流速

（2）加入試劑X能提高產(chǎn)品純度，則X可以是_____________（填化學(xué)式）

（3）加氨水調(diào)溶液pH在5～6之間，目的是_______________。

（4）錳酸鋰可充電電池的總反應(yīng)式為：Li1-xMnO2+LixC LiMn2O4+C(x<1)

①放電時，電池的正極反應(yīng)式為__________________

②充電時，若轉(zhuǎn)移1mole-，則石墨電極將增重__________g。

Answer 1

【答案】 a、d H2O2（或O3） 除去鐵元素和鋁元素[或形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去] Li1－xMn2O4+ xLi++ xe－==LiMn2O4 7

【解析】（1）a.根據(jù)圖像，溫度越高，SO2吸收率越低，因此降低通入含硫煙氣的溫度可以提高SO2吸收率，正確； b. 根據(jù)圖像，溫度越高，SO2吸收率越低，升高通入含硫煙氣的溫度，SO2吸收率降低，錯誤；c.減少軟錳礦漿的進(jìn)入量，含硫煙氣反應(yīng)更加不充分，SO2吸收率降低，錯誤；d.減小通入含硫煙氣的流速，反應(yīng)更加充分，能夠提高SO2吸收率，正確；故選ad；

（2）軟錳礦主要成分為MnO2，含少量Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等雜質(zhì)，二氧化硫與軟錳礦漿作用生成硫酸錳和少量的硫酸鋁、硫酸亞鐵等，二氧化硅不反應(yīng)經(jīng)過濾成為濾渣Ⅰ；根據(jù)氫氧化物沉淀相關(guān)的溶液pH可知，后續(xù)操作中要沉淀硫酸錳需要除去硫酸鋁、硫酸亞鐵，而除去硫酸亞鐵時硫酸錳也會沉淀，因此需要將硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵，因此試劑X具有氧化性，可以選用H2O2（或O3），故答案為：H2O2（或O3）；

（3）加氨水調(diào)溶液pH在5～6之間，可以使鐵元素和鋁元素形成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去，故答案為：除去鐵元素和鋁元素；

（4）①放電時，電池的正極發(fā)生還原反應(yīng)，反應(yīng)式為Li1－xMn2O4+ xLi++ xe－==LiMn2O4，故答案為：Li1－xMn2O4+ xLi++ xe－==LiMn2O4；

②充電時，石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)為C+xe－+ xLi+=LixC，則轉(zhuǎn)移1mole-，石墨電極將增重的質(zhì)量為1molLi+的質(zhì)量，為7g，故答案為：7。