Question

Li₂O₂是制造热电偶的良好材料，其部分性质见资料卡，可用一水氢氧化锂和过氧化氢为原料制取．

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
以一定物质的量之比，将一水氢氧化锂溶解在65%～67%过氧化氢溶液中，不断搅拌混合物，用冰冷却反应溶液．适量加入O℃的乙醇，形成白色晶体，过滤出晶体，用无水乙醇洗涤．产物在l00～120℃．经过6h真空干燥，得到过氧化锂．
（1）用冰水冷却的目的是

 

．
（2）用无水乙醇代替水洗涤产品的目的是

 

．
（3）过氧化氢的用量与获得过氧化锂质量及回收率的关系如表：

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，分离获得的Li₂O₂量反而减少，其原因是

 

（4）某合作学习小组的同学采用下图装置制取Li₂O₂．实验步骤如下：
（a）将两颈圆底烧瓶置于冰盐浴中冷却，加入60g一水合氢氧化锂．
（b）系统密闭之后，开启真空泵．
（c）通过分液漏斗滴加30%H₂O₂ 250g（稍过量），同时剧烈振荡装置．
（d）滴加完毕充分反应后，将生成的固体分离出来，并迅速移至装有五氧化二磷的真空干燥器里，较长时间干燥．
（e）最后得到26g无水过氧化锂
①实验室用65%H₂O₂ 溶液（密度已知）配制250g 30%的H₂O₂ 溶液时，所需的玻璃仪器除量筒外，还需的仪器有

 

．
②本次实验的产率为

 

．
③本实验采用常温真空脱水，其主要优点是

 

（5）过氧化锂能与二氟化银反应：Li₂O₂+2AgF₂=2LiF+2AgF+O₂，该反应的氧化产物是

 

．

Answer 1

考点：制备实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）分析题干信息过氧化锂溶于水，随温度升高，溶解度减小，过程的第一步是放热反应，温度降低促进反应正向进行；
（2）依据过氧化锂几乎不溶于乙醇中，乙醇洗涤减少晶体的损耗；
（3）过氧化氢量增大会造成水量增多，产品溶解的多分析；
（4）①用65%H₂O₂ 溶液（密度已知）配制250g 30%的H₂O₂ 溶液时，依据溶质质量质量守恒计算所需过氧化氢溶液的质量和水的质量，通过密度换算溶液体积，水的质量近似为水的体积，用量筒量取一定体积过氧化氢溶液和水的体积在烧杯中混合后，玻璃棒搅拌得到溶液；所需的玻璃仪器除量筒外量筒定容需要的胶头滴管，溶解物质用的烧杯和玻璃棒；
②产率=

实际量

理论量

计算得到；
③实验采用常温真空脱水是为了防止温度过高过氧化锂会发生分解；
（5）依据化学方程式中元素化合价变化分析，元素化合价升高的做还原剂被氧化得到氧化产物；

解答： 解：（1）实验装置用冰水冷却，依据信息可知过氧化锂溶于水，随温度升高，溶解度减小，过程的第一步是放热反应，温度降低促进反应正向进行，所以操作的目的是有利于第一步反应的生成，同时减少过氧化氢分解损失并减少过氧化锂的溶解；
故答案为：有利于第一步反应的生成，同时减少过氧化氢分解损失并减少过氧化锂的溶解；
（2）用无水乙醇代替水洗涤产品的目的是过氧化锂几乎不溶于乙醇中，乙醇洗涤减少晶体的损耗，有利于晶体析出；
故答案为：有利于晶体析出减少损耗；
（3）H₂O₂用量增加，分离获得的Li₂O₂量反而减少，图表数据表明，随温度升高，过氧化锂随过氧化氢增多而减小，因为过氧化氢增多在反应过程中生成的水增多，导致过氧化锂溶解损耗；
故答案为：过氧化氢的量增大，水的量增加，结晶后母液中溶解产品的量多，损失大；
（4）①依据溶质质量质量守恒计算所需过氧化氢溶液的质量和水的质量，通过密度换算溶液体积，水的质量近似为水的体积，用量筒量取一定体积过氧化氢溶液和水的体积在烧杯中混合后，玻璃棒搅拌得到溶液；所需的玻璃仪器除量筒外量筒定容需要的胶头滴管，溶解物质用的烧杯和玻璃棒；
故答案为：烧杯、玻璃棒、胶头滴管；
②60g一水合氢氧化锂理论上生成过氧化锂的质量依据化学方程式锂元素守恒计算，
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
产率=

26g

32.86g

×100%=70.1%
故答案为：79.1%；
③本实验采用常温真空脱水，其主要优点是减少加热过程中过氧化锂的分解，得到产品纯度高；
故答案为：减少加热过程中过氧化锂的分解，产品纯度高；
（5）依据化学方程式中元素化合价变化分析，元素化合价升高的做还原剂被氧化得到氧化产物，过氧化锂能与二氟化银反应：Li₂O₂+2AgF₂=2LiF+2AgF+O₂，反应中氧元素化合价从-1价变化为0价，化合价升高做还原剂被氧化得到氧化产物O₂；
故答案为：O₂；

点评：本题考查了物质制备的实验分析，装置和反应条件的分析判断方法，注意制备原理的应用和操作步骤，题目难度中等．