【題目】鋰被譽(yù)為“金屬味精”,以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源。工業(yè)上常以β-鋰輝礦(主要成分為L(zhǎng)iAlSi2O6,還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來(lái)制取金屬鋰。其中一種工藝流程如圖所示:
已知:①部分金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH如下表:
氫氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
開(kāi)始沉淀pH | 2.7 | 3.7 | 9.6 |
完全沉淀pH | 3.7 | 4.7 | 11 |
②Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表:
溫度/℃ | 0 | 10 | 20 | 50 | 75 | 100 |
Li2CO3的溶解度/g | 1.539 | 1.406 | 1.329 | 1.181 | 0.866 | 0.728 |
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的組成:________________________。
(2)反應(yīng)Ⅱ加入碳酸鈣的作用是___________________。
(3)流程中兩次使用碳酸鈉溶液,請(qǐng)說(shuō)明前后兩次使用中濃度不同的原因:______________。
(4)洗滌所得Li2CO3沉淀要使用________(填“熱水”或“冷水”),你選擇的理由是________________。
(5)將鹽酸與Li2CO3完全反應(yīng)后的溶液,加熱蒸干得到固體,再將其熔融電解生產(chǎn)鋰。電解時(shí)產(chǎn)生的氯氣中會(huì)混有少量氧氣,原因是:__________________________。
(6)下列關(guān)于金屬鋰及堿金屬的說(shuō)法正確的是___________(填序號(hào))。
A.鋰是堿金屬,其熔點(diǎn)高于鈉 B.根據(jù)對(duì)角線原則,氫氧化鋰是強(qiáng)堿
C.金屬鋰的氧化物形式十分復(fù)雜 D.堿金屬中密度最小的是鋰,其次是鈉
【答案】(1)Li2O·Al2O3·4SiO2 (2)除去反應(yīng)Ⅰ中過(guò)量的H2SO4;控制pH,使Fe3+、Al3+完全沉淀
(3)第一次濃度過(guò)大會(huì)使部分Li+ 沉淀;第二次濃度大則有利于Li2CO3沉淀的生成
(4)熱水,Li2CO3在較高溫度下溶解度小,用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗
(5)加熱蒸干LiCl溶液時(shí),LiCl有少量水解生成LiOH,受熱分解生成Li2O,電解時(shí)產(chǎn)生O2
(6)A
【解析】
試題分析:(1)硅酸鹽既可以用鹽的形式表示,也可以用氧化物的形式表示。在用氧化物形式表示時(shí)要符合質(zhì)量守恒定律。且一般情況下,金屬氧化物寫(xiě)在前面,非金屬氧化物寫(xiě)在后面。則LiAlSi2O6的氧化物的形式表示為L(zhǎng)i2O·Al2O3·4SiO2。
(2)反應(yīng)Ⅱ加入碳酸鈣是為了除去反應(yīng)Ⅰ中過(guò)量的H2SO4;控制pH,使Fe3+、A l3+完全沉淀。
(3)第一次濃度過(guò)大會(huì)使部分Li+沉淀;第二次濃度大則有利于Li2CO3沉淀的生成,所以流程中兩次使用了Na2CO3溶液,第一次濃度小,第二次濃度大。
(4)反應(yīng)Ⅳ中由于Li2CO3溶解度小,所以生成Li2CO3沉淀,在實(shí)驗(yàn)室中從溶液中分離得到Li2CO3沉淀的操作是過(guò)濾。因?yàn)長(zhǎng)i2CO3的溶解度隨溫度的升高而降低,所以洗滌所得Li2CO3沉淀要使用熱水;理由是Li2CO3在較高溫度下溶解度小,用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗。
(5)電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時(shí),陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣中會(huì)混有少量氧氣是因?yàn)樵诩訜嵴舾蒐iCl溶液時(shí),LiCl有少量發(fā)生水解反應(yīng)生成LiOH,它受熱分解生成Li2O,電解時(shí)產(chǎn)生O2。因此制取的氯氣中常含有少量的O2。
(6)A.鋰是堿金屬,其熔點(diǎn)高于鈉,A正確;B.Li和Mg處于對(duì)角線位置,根據(jù)對(duì)角線原則,氫氧化鋰應(yīng)該是弱堿,B錯(cuò)誤;C.金屬鋰的氧化物只有一種Li2O,C錯(cuò)誤;D.堿金屬中密度最小的是鋰,其次是鉀,D錯(cuò)誤,答案選A。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】反應(yīng)4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在2L的密閉容器中進(jìn)行,1min后,NH3減少了0.12mol,則平均每秒鐘濃度變化正確的是
A.NO:0.06molL﹣1 B.H2O:0.002molL﹣1
C.NH3:0.002molL﹣1 D.O2:0.00125molL﹣1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某固定體積的密閉容器中,加入—定量的A達(dá)化學(xué)平衡: aA(g)B(g)+c(g),在溫度不變的條件下,再充入一定量的A物質(zhì),重新達(dá)到平衡時(shí),下列判斷中正確的是
A. 若a=b+c時(shí),B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變大 B. 若a=b+c時(shí),B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)不變
C. 若a>b+c時(shí),A的轉(zhuǎn)化率不變 D. 若a<b+c時(shí),A的轉(zhuǎn)化率變大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在一個(gè)固定體積的密閉容器中,加入4mol A和2mol B發(fā)生反應(yīng):2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)達(dá)到平衡時(shí),C的濃度為Wmol/L,若維持容器體積和溫度不變,按下列四種方法改變起始物質(zhì),達(dá)到平衡后,C的濃度仍為Wmol/L的是( )
A.8mol A+4mol B B.2mol A+1mol B
C.6mol C+2mol D+2mol B D.6mol C+2mol D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列現(xiàn)象中所發(fā)生的現(xiàn)象與電子的躍遷無(wú)關(guān)的是
A. 燃放焰火 B. 霓虹燈廣告 C. 燃燒蠟燭 D. 平面鏡成像
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】1molL﹣1Na2SO4溶液的含義是( )
A.1L溶液中含142gNa2SO4
B.1L溶液中含有1molNa+
C.將142gNa2SO4溶于1L水中配成溶液
D.1L水中含有1molNa2SO4
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:在273K,101Kpa的條件下,某氣體:①質(zhì)量為m,②相對(duì)分子質(zhì)量為M,③體積為V,④密度為ρ,⑤所含分子數(shù)為N(阿伏加德羅常數(shù)為NA),通過(guò)以上條件無(wú)法求出該氣體物質(zhì)的量
的是( )
A.①② B.③ C.⑤ D.②④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)某N2H4(肼或聯(lián)氨)燃料電池(產(chǎn)生穩(wěn)定、無(wú)污染的物質(zhì))原理如圖1所示。
①M區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________。
②用上述電池做電源,用圖2裝置電解飽和氯化鉀溶液(電極均為惰性電極),設(shè)飽和氯化鉀溶液體積為500mL,當(dāng)溶液的pH值變?yōu)?3時(shí)(在常溫下測(cè)定),若該燃料電池的能量利用率為80%,則需消耗N2H4的質(zhì)量為_(kāi)_________g(假設(shè)溶液電解前后體積不變)。
(2)①利用反應(yīng)NO2+NH2―→N2+H2O(未配平)消除NO2的簡(jiǎn)易裝置如圖所示。電極b的電極反應(yīng)式為_(kāi)_____________;消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L NH3時(shí),被消除的NO2的物質(zhì)的量為_(kāi)_______mol。
②合成氨的原料氣需脫硫處理。一種脫硫方法是:先用Na2CO3溶液吸收H2S生成NaHS;NaHS再與NaVO3反應(yīng)生成S、Na2V4O9和物質(zhì)X。NaHS再與NaVO3反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)___________。
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