磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl（SiO3）2（含少量Ca2+、Mg2+的盐）、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下：

Question

磷酸亚铁锂LiFePO ₄ 是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl（SiO ₃ ） ₂ （含少量Ca ²⁺ 、Mg ²⁺ 的盐）、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下：

已知：2LiAl（SiO ₃ ） ₂ + H ₂ SO ₄ (浓)   Li ₂ SO ₄ + Al ₂ O ₃ ·4SiO ₂ ·H ₂ O↓

温度/℃	20	40	60	80
溶解度(Li 2 CO 3 )/g	1.33	1.17	1.01	0.85
溶解度(Li 2 SO 4 )/g	34.2	32.8	31.9	30.7

 
（1）从滤渣Ⅰ中可分离出Al ₂ O ₃ ，如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式           。

（2）滤渣Ⅱ的主要成分是：              （填化学式）。
（3）向滤液Ⅱ中加入饱和Na ₂ CO ₃ 溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是              
                                                                  。
（4）写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式                          。
（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO ₄ +Li LiFePO ₄ ，电池中的固体电解质可传导Li ^＋ 。试写出该电池放电时的正极反应：                              。若用该电池电解饱和食盐水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有4480mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为                   。

Answer 1

（1）Al ³⁺ +3NH ₃ ·H ₂ O＝Al(OH) ₃ ↓+3NH ₄ ⁺    （2分）
（2）Mg(OH) ₂ 、CaCO ₃ （共4分，对一个得2分，答错不得分，但不倒扣分）
（3）Li ₂ CO ₃ 的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li ₂ CO ₃ 的损失（2分）
（4）2FePO ₄ + Li ₂ CO ₃ +2C  2LiFePO ₄ +3CO↑（2分）
（5）FePO ₄ +Li ⁺ +e ^- =LiFePO ₄ （2分）；1.4g（2分）