1、专项提能特训专项提能特训 19 化工流程中的化工流程中的 Ksp 1Li4Ti5O12和 LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿(主要成分为 FeTiO3，还 含有少量 MgO、SiO2等杂质)来制备，工艺流程如下： 回答下列问题： 若“滤液”中 c(Mg2 )0.02 mol L1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加 1 倍)，使 Fe3 恰好沉淀完全即溶液中 c(Fe3 )1.0105 mol L1，此时是否有 Mg 3(PO4)2沉淀生成？ _ _(列式计算)。 已知：FePO4、Mg3(PO4)2的 Ksp分别为 1.3 10 22、1.0 1024 答案 否。Fe3 恰好
2、沉淀完全时， c(PO3 4)1.310 22 1.010 5 mol L 11.31017mol L1，c3(Mg2) c2(PO3 4)值为 0.01 3(1.31017)21.691040K sp Mg3(PO4)2，因此不会生成 Mg3(PO4)2沉 淀 2锰酸锂离子蓄电池是第二代锂离子动力电池。一种以软锰矿浆(主要成分为 MnO2，含少 量 Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制备锰酸锂的流程如下图所示。 已知：室温下，KspAl(OH)3110 33，K spFe(OH)3110 39，pH7.1 时 Mn(OH) 2开始 沉淀。氧化除杂时(室温)除去 MnSO4
3、溶液中的 Fe3 、Al3(使其浓度小于 1 106mol L1)， 需调节溶液 pH 范围为_。 答案 5.0pH7.1 解析 除杂时显然只能除去 Fe3 和 Al3，不能损失 Mn2，由题意可知，室温下，pH7.1 时Mn(OH)2开始沉淀， 除去MnSO4溶液中的Fe3 、 Al3， 氢氧化铝完全变成沉淀时的K spAl(OH)3 110 33c(Al3) c3(OH)，c(Al3)1106mol L1，解得：c(OH)1109 mol L1，则 溶液 c(H )1105 mol L1 ，则 pH5.0；同理 Fe(OH) 3完全变成沉淀时，KspFe(OH)3 110 39c(Fe3)
4、 c3(OH)，c(Fe3)1106mol L1，解得：c(OH)11011 mol L1，c(H) 110 3 mol L1，则 pH 约为 3.0，故 pH 范围是：5.0pHK sp(PbCO3)1.4610 13，所以步骤加入碳酸钠溶 液，把硫酸铅转化为碳酸铅，反应的离子方程式为PbSO4(s)CO2 3(aq)=PbCO3(s)SO 2 4(aq)。 (2)滤液 1 的溶质主要是 Na2SO4和过量的 Na2CO3，将“滤液 1”升温结晶、趁热过滤、用乙 醇洗涤后干燥得到 Na2SO4固体。 (4)Pb、PbO 和 PbCO3在硝酸的作用下转化成 Pb(NO3)2，Pb(NO3)2中加硫酸转化成 PbSO4和 硝酸，HNO3可循环利用；根据Ksp(PbSO4)1.8210 8，若滤液中c(Pb2)1.82105mol L1， 则溶液中的 c(SO2 4)K spPbSO4 cPb2 1.8210 8 1.8210 5 mol L 11103mol L1。 (6)设铅泥中铅元素的质量分数为 x，根据铅元素守恒可得： 100.0106 gx75% 207 g mol 149.510 6 g 990 g mol 14，解得 x0.552 0，所以铅泥中铅元素的质量分数为 55.20%。
