Question

【題目】鋰/磷酸氧銅電池是一種以磷酸氧銅作為正極材料的鋰離子電池，其正極的活性物質(zhì)是Cu4O(PO4)2，制備流程如下：

主要反應(yīng)原理：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O

(1) 實驗室進(jìn)行“過濾”操作使用的玻璃儀器主要有____________________。

(2) 流程中“洗滌Ⅰ”后，檢驗沉淀已洗滌干凈的方法是__________________。

(3) 準(zhǔn)確稱取上述流程所得的樣品38.56 g [假定樣品中只含Cu4O(PO4)2和CuO兩種物質(zhì)]，使其完全溶于一定量的硝酸中，再加入氫氧化鈉溶液，使銅完全沉淀，將沉淀灼燒使其轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏�氧化銅，最終稱得殘留固體質(zhì)量為27.20 g。計算所得樣品中磷酸氧銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_______。(寫出計算過程)

Answer 1

【答案】漏斗、燒杯、玻璃棒 取最后一次洗滌后的濾液少許于干凈的試管中，滴加BaCl2溶液，若溶液不變渾濁，則沉淀已經(jīng)洗凈 n(CuO)×80 g·mol－1＋n[Cu4O(PO4)2]×462 g·mol－1＝38.56 g

n(CuO)＋4n[Cu4O(PO4)2]＝27.20 g÷80 g·mol－1

解得n(CuO)＝0.02 mol、n[Cu4O(PO4)2]＝0.08 mol

w[Cu4O(PO4)2]＝0.08 mol×462 g·mol－1÷38.56 g×100%＝95.85%

【解析】

（1）過濾操作使用的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒；

（2）反應(yīng)后溶液中存在SO42-，固體應(yīng)吸附SO42-離子，可通過檢驗SO42-的方法檢驗沉淀是否洗滌干凈；

（3）由樣品質(zhì)量和灼燒得到氧化銅質(zhì)量建立聯(lián)立方程，解得磷酸氧銅的物質(zhì)的量，再計算所得樣品中磷酸氧銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

（1）實驗室進(jìn)行“過濾”操作使用的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒，故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；

（2）反應(yīng)后溶液中存在SO42-，固體應(yīng)吸附SO42-離子，可通過檢驗SO42-的方法檢驗沉淀是否洗滌干凈，具體做法是取最后一次洗滌的流出液，向其中加入氯化鋇溶液，若無白色沉淀，說明已經(jīng)洗滌干凈，故答案為：取最后一次洗滌后的濾液少許于干凈的試管中，滴加BaCl2溶液，若溶液不變渾濁，則沉淀已經(jīng)洗凈；

（3）由題意樣品38.56g，則有n(CuO)×80 g·mol－1＋n[Cu4O(PO4)2]×462 g·mol－1＝38.56 g①，由最終稱得殘留固體質(zhì)量為27.20 g，則有n(CuO)＋4n[Cu4O(PO4)2]＝27.20 g÷80 g·mol－1②，解聯(lián)立①②得n(CuO)＝0.02 mol、n[Cu4O(PO4)2]＝0.08 mol，故w[Cu4O(PO4)2]＝0.08 mol×462 g·mol－1÷38.56 g×100%＝95.85%，故答案為：95.85%。