Question

Li₂O₂是制造熱電偶的良好材料，其部分性質(zhì)見資料卡，可用一水氫氧化鋰和過氧化氫為原料制取．

2LiOH?H₂O（s）+2H₂O₂（l）→2LiOOH?H₂O（s）+2H₂O（l）△H＜O
2LiOOH?H₂O（s）→LiO₂?H₂O₂?2H₂O（s）△H＞0
LiO₂?H₂O₂?2H₂O

100～120℃  .

Li₂O₂?H₂O₂+2H₂O
以一定物質(zhì)的量之比，將一水氫氧化鋰溶解在65%～67%過氧化氫溶液中，不斷攪拌混合物，用冰冷卻反應(yīng)溶液．適量加入O℃的乙醇，形成白色晶體，過濾出晶體，用無水乙醇洗滌．產(chǎn)物在l00～120℃．經(jīng)過6h真空干燥，得到過氧化鋰．
（1）用冰水冷卻的目的是

 

．
（2）用無水乙醇代替水洗滌產(chǎn)品的目的是

 

．
（3）過氧化氫的用量與獲得過氧化鋰質(zhì)量及回收率的關(guān)系如表：

H2O2的量/mol	LiOH?H2O/mol	n（H2O2）/n（LiOH?H2O）	M（LiO）/g	回收率
0.58	0.5	1.16	7.4	64.3
0.68	0.5	1.36	6.7	58.3
0.78	0.5	1.56	4.8	41.7

H₂O₂用量增加，分離獲得的Li₂O₂量反而減少，其原因是

 

（4）某合作學(xué)習(xí)小組的同學(xué)采用下圖裝置制取Li₂O₂．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（a）將兩頸圓底燒瓶置于冰鹽浴中冷卻，加入60g一水合氫氧化鋰．
（b）系統(tǒng)密閉之后，開啟真空泵．
（c）通過分液漏斗滴加30%H₂O₂ 250g（稍過量），同時(shí)劇烈振蕩裝置．
（d）滴加完畢充分反應(yīng)后，將生成的固體分離出來，并迅速移至裝有五氧化二磷的真空干燥器里，較長(zhǎng)時(shí)間干燥．
（e）最后得到26g無水過氧化鋰
①實(shí)驗(yàn)室用65%H₂O₂ 溶液（密度已知）配制250g 30%的H₂O₂ 溶液時(shí)，所需的玻璃儀器除量筒外，還需的儀器有

 

．
②本次實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為

 

．
③本實(shí)驗(yàn)采用常溫真空脫水，其主要優(yōu)點(diǎn)是

 

（5）過氧化鋰能與二氟化銀反應(yīng)：Li₂O₂+2AgF₂=2LiF+2AgF+O₂，該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：（1）分析題干信息過氧化鋰溶于水，隨溫度升高，溶解度減小，過程的第一步是放熱反應(yīng)，溫度降低促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行；
（2）依據(jù)過氧化鋰幾乎不溶于乙醇中，乙醇洗滌減少晶體的損耗；
（3）過氧化氫量增大會(huì)造成水量增多，產(chǎn)品溶解的多分析；
（4）①用65%H₂O₂ 溶液（密度已知）配制250g 30%的H₂O₂ 溶液時(shí)，依據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量質(zhì)量守恒計(jì)算所需過氧化氫溶液的質(zhì)量和水的質(zhì)量，通過密度換算溶液體積，水的質(zhì)量近似為水的體積，用量筒量取一定體積過氧化氫溶液和水的體積在燒杯中混合后，玻璃棒攪拌得到溶液；所需的玻璃儀器除量筒外量筒定容需要的膠頭滴管，溶解物質(zhì)用的燒杯和玻璃棒；
②產(chǎn)率=

實(shí)際量

理論量

計(jì)算得到；
③實(shí)驗(yàn)采用常溫真空脫水是為了防止溫度過高過氧化鋰會(huì)發(fā)生分解；
（5）依據(jù)化學(xué)方程式中元素化合價(jià)變化分析，元素化合價(jià)升高的做還原劑被氧化得到氧化產(chǎn)物；

解答： 解：（1）實(shí)驗(yàn)裝置用冰水冷卻，依據(jù)信息可知過氧化鋰溶于水，隨溫度升高，溶解度減小，過程的第一步是放熱反應(yīng)，溫度降低促進(jìn)反應(yīng)正向進(jìn)行，所以操作的目的是有利于第一步反應(yīng)的生成，同時(shí)減少過氧化氫分解損失并減少過氧化鋰的溶解；
故答案為：有利于第一步反應(yīng)的生成，同時(shí)減少過氧化氫分解損失并減少過氧化鋰的溶解；
（2）用無水乙醇代替水洗滌產(chǎn)品的目的是過氧化鋰幾乎不溶于乙醇中，乙醇洗滌減少晶體的損耗，有利于晶體析出；
故答案為：有利于晶體析出減少損耗；
（3）H₂O₂用量增加，分離獲得的Li₂O₂量反而減少，圖表數(shù)據(jù)表明，隨溫度升高，過氧化鋰隨過氧化氫增多而減小，因?yàn)檫^氧化氫增多在反應(yīng)過程中生成的水增多，導(dǎo)致過氧化鋰溶解損耗；
故答案為：過氧化氫的量增大，水的量增加，結(jié)晶后母液中溶解產(chǎn)品的量多，損失大；
（4）①依據(jù)溶質(zhì)質(zhì)量質(zhì)量守恒計(jì)算所需過氧化氫溶液的質(zhì)量和水的質(zhì)量，通過密度換算溶液體積，水的質(zhì)量近似為水的體積，用量筒量取一定體積過氧化氫溶液和水的體積在燒杯中混合后，玻璃棒攪拌得到溶液；所需的玻璃儀器除量筒外量筒定容需要的膠頭滴管，溶解物質(zhì)用的燒杯和玻璃棒；
故答案為：燒杯、玻璃棒、膠頭滴管；
②60g一水合氫氧化鋰?yán)碚撋仙�成過氧化鋰的質(zhì)量依據(jù)化學(xué)方程式鋰元素守恒計(jì)算，
2LiOH?H₂O（s）+2H₂O₂（l）→2LiOOH?H₂O（s）+2H₂O（l）△H＜O
2LiOOH?H₂O（s）→LiO₂?H₂O₂?2H₂O（s）△H＞0
LiO₂?H₂O₂?2H₂O

100～120℃  .

Li₂O₂?H₂O₂+2H₂O
2LiOH?H₂O（s）～Li₂O₂
84               46
60g                m
m=

46×60g

84

=32.86g
產(chǎn)率=

26g

32.86g

×100%=70.1%
故答案為：79.1%；
③本實(shí)驗(yàn)采用常溫真空脫水，其主要優(yōu)點(diǎn)是減少加熱過程中過氧化鋰的分解，得到產(chǎn)品純度高；
故答案為：減少加熱過程中過氧化鋰的分解，產(chǎn)品純度高；
（5）依據(jù)化學(xué)方程式中元素化合價(jià)變化分析，元素化合價(jià)升高的做還原劑被氧化得到氧化產(chǎn)物，過氧化鋰能與二氟化銀反應(yīng)：Li₂O₂+2AgF₂=2LiF+2AgF+O₂，反應(yīng)中氧元素化合價(jià)從-1價(jià)變化為0價(jià)，化合價(jià)升高做還原劑被氧化得到氧化產(chǎn)物O₂；
故答案為：O₂；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備的實(shí)驗(yàn)分析，裝置和反應(yīng)條件的分析判斷方法，注意制備原理的應(yīng)用和操作步驟，題目難度中等．