【題目】從海水中提取并制備碳酸鋰,可以提高海水的綜合利用價值,滿足工業(yè)上對碳酸鋰的需求。制備碳酸鋰的一種工藝流程如下:

已知:①海水中某些離子濃度如下:

離子

Li+

Mg2+

Ca2+

Mn2+

Cl-

濃度(mol/L)

0.113

0.049

0.001

0.010

0.501

②碳酸鋰的溶解度:

溫度()

0

10

30

50

70

90

溶解度(g/L)

1.54

1.43

1.25

1.08

0.91

0.83

幾種難溶電解質(zhì)的溶度積(25)

物質(zhì)

Li2CO3

MgCO3

MnCO3

CaCO3

Mg(OH)2

Ksp

2.5×10-2

6.8×10-6

2.3×10-11

2.8×10-9

6×10-10

請回答下列問題:

精制除雜階段的濾渣為MgCO3______寫化學(xué)式

HCl調(diào)pH45的目的是_________。

二次除鎂過程中,若使Mg2+濃度為6×10-4mol/L,應(yīng)控制pH______。

沉鋰階段,實際測得不同純堿加入量條件下的碳酸鋰沉淀結(jié)果如下表:

序號

沉淀質(zhì)量(g)

Li2CO3含量(%)

鋰回收率(%)

0.9:2.0

10.09

92.36

77.67

1.0:2.0

10.97

90.19

82.46

1.1:2.0

11.45

89.37

85.27

1.2:2.0

12.14

84.82

85.85

綜合以上信息及考慮實際生產(chǎn)時的原料成本,應(yīng)按照______填序號CO32-Li+物質(zhì)的量之比加入純堿制備碳酸鋰。

沉鋰溫度需控制在,主要原因是______

碳化分解具體過程為:①向碳酸鋰與水的漿料中通入CO2氣體,充分反應(yīng)后,過濾;②加熱濾液使其分解。寫出②反應(yīng)中的化學(xué)方程式:__________。寫出在碳化分解中可循環(huán)利用物質(zhì)的電子式:_________。

【答案】MnCO3、CaCO3 除去碳酸根,防止蒸發(fā)濃縮時Li2CO3Na2CO3析出 11 該溫度下,碳酸鋰的溶解度更小,可以增加產(chǎn)率或回收率 2LiHCO3Li2CO3+CO2↑+H2O

【解析】

從海水中提取并制備碳酸鋰,工藝流程的目的是制備Li2CO3,海水通過加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH10,其中Mg2+Mn2+Ca2+均生成碳酸鹽沉淀作為濾渣除去,濾液中存在Li+,過量的碳酸鈉,再用鹽酸調(diào)節(jié)pH45,除去過量的碳酸鈉,再經(jīng)過高溫濃縮得到NaCl晶體,二次除鎂,此時濾液中存在較純的Li+,再用純堿形成Li2CO3,在經(jīng)過碳化分解過程最終制得較純的Li2CO3,據(jù)此分析,

(1)流程的目的是制備提純Li+,則Mn2+、Mg2+Ca2+均為雜質(zhì)離子,精制除雜階段調(diào)節(jié)pH10,主要除去Mg2+、Mn2+Ca2+;

(2)HCl調(diào)pH45,此時溶液為酸性,溶液中存在過量的Na2CO3

(3)根據(jù)Mg(OH)2的溶度積常數(shù)計算;

(4)要求盡可能高的回收Li+,在高回收率相差不大情況下,再考慮使用較少的純堿;

(5)沉鋰溫度需控制在90℃,考慮到隨著溫度升高,Li2CO3溶解度降低;

(6)向碳酸鋰與水的漿料中通入CO2氣體,充分反應(yīng)后,過濾得到LiHCO3,加熱LiHCO3可以發(fā)生分解,產(chǎn)生Li2CO3、CO2,得到的CO2可以循環(huán)使用,根據(jù)八隅律書寫CO2的電子式。

(1)流程的目的是制備提純Li+,則Mn2+、Mg2+Ca2+均為雜質(zhì)離子,精制除雜階段調(diào)節(jié)pH10,主要除去Mg2+、Mn2+Ca2+,分別形成MgCO3MnCO3CaCO3;

(2)HCl調(diào)pH45,此時溶液為酸性,溶液中存在過量的Na2CO3,可以除去過量的Na2CO3,防止蒸發(fā)濃縮時Li2CO3Na2CO3析出;

(3)二次除鎂過程中,若使Mg2+濃度為6×10-4mol/L,則此時溶液中c(OH-)==10-3mol/L,所以控制溶液pH=11;

(4)要求盡可能高的回收Li+,在高回收率相差不大情況下,再考慮使用較少的純堿,綜合考慮應(yīng)按③投入純堿參加反應(yīng);

(5)沉鋰溫度需控制在90℃,考慮到隨著溫度升高,Li2CO3溶解度降低,所以溫度控制在90℃時,碳酸鋰的溶解度更小,可以增加產(chǎn)率(或回收率)

(6)向碳酸鋰與水的漿料中通入CO2氣體,充分反應(yīng)后,過濾得到LiHCO3,加熱LiHCO3可以發(fā)生分解,產(chǎn)生Li2CO3、CO2,則發(fā)生的反應(yīng)為:2LiHCO3Li2CO3+CO2↑+H2O,得到的CO2可以循環(huán)使用,CO2的電子式為:。

練習冊系列答案
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【題目】(NH4)2Cr2O7用于有機合成催化劑,媒染劑,顯影液等。某化學(xué)興趣小組對(NH4)2Cr2O7的部分性質(zhì)及組成進行探究。已知:Cr2O72(橙色)+H2O2CrO42(黃色)+2H+;卮鹣铝袉栴}:

(1)在試管中加入少量(NH4)2Cr2O7固體,滴加足量濃KOH溶液,振蕩、微熱,觀察到的主要現(xiàn)象是固體溶解、__________、__________。

(2)為探究(NH4)2Cr2O7 (摩爾質(zhì)量252g/mol)的分解產(chǎn)物,按下圖連接好裝置,在A中加入5.040g樣品進行實驗。

①儀器B的名稱是__________

②加熱A至恒重,觀察到D中溶液不變色,同時測得A、B中質(zhì)量變化分別為2.00g、1.44g,寫出重鉻酸銨加熱分解反應(yīng)的化學(xué)方程式____________________。

C的作用是__________。

(3)實驗室常用甲醛法測定含(NH4)2Cr2O7的樣品中氮的質(zhì)量分數(shù),其反應(yīng)原理為:2Ba2++Cr2O72+H2O=2BaCrO4↓+2H+、 4NH4++6HCHO =3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定時,1mol(CH2)6N4H+1molH+相當],然后用NaOH標準溶液滴定反應(yīng)生成的酸。

實驗步驟:稱取樣品2.800g,配成250mL溶液,移取25.00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中,用氯化鋇溶液使Cr2O72完全沉淀后,加入10mL20%的中性甲醛溶液,搖勻、靜置5min后,加入12滴酚酞試液,用0.200 mol·L1 NaOH標準溶液滴定至終點。重復(fù)上述操作3次。

①堿式滴定管用蒸餾水洗滌后,直接加入NaOH標準溶液進行滴定,則滴定時用去NaOH標準溶液的體積__________ (偏大、偏小無影響”);滴定時邊滴邊搖動錐形瓶,眼睛應(yīng)觀察__________

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【題目】NA代表阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值。下列說法中,正確的是(

A.2.3g金屬鈉由原子完全變成離子時,得到的電子數(shù)為0.1NA

B.0.2NA個硫酸分子與19.6磷酸(H3PO4)含有相同的氧原子數(shù)

C.28g氮氣所含的原子數(shù)為NA

D.NA個氧氣分子與NA個氫氣分子的質(zhì)量比為81

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【題目】1)同溫同壓下,同體積的甲烷(CH4)和二氧化碳原子總數(shù)之比為_____,密度之比為_____。

2)在標準狀況下,COCO2的混合氣體共39.2L,質(zhì)量為61g,則其中CO2____ mol

39.03×1023NH3___mol氫原子,在標準狀況下的體積為____L

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【題目】在三個容積均為2 L的密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng):

CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) ΔH=-a kJ·mol1(a>0)

相關(guān)反應(yīng)數(shù)據(jù)如下:

容器

容器類型

起始溫度/

起始物質(zhì)的量/mol

平衡時H2物質(zhì)的量/mol

CO

H2O

CO2

H2

恒溫恒容

800

1.2

0.6

0

0

0.4

恒溫恒容

900

0.7

0.1

0.5

0.5

絕熱恒容

800

0

0

1.2

0.8

下列說法正確的是(  )

A. 容器Ⅰ中反應(yīng)經(jīng)10 min建立平衡,010 min內(nèi),平均反應(yīng)速率v(CO)0.04 mol·L1·in1

B. 若向容器Ⅰ平衡體系中再加入CO、H2OCO2、H20.1 mol,平衡將正向移動

C. 達到平衡時,容器Ⅱ中反應(yīng)吸收的熱量小于0.1a kJ

D. 達平衡時,容器Ⅲ中n(CO)<0.48 mol

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)實驗室常用濃硫酸的質(zhì)量分數(shù)為98%,密度為1.80 g·mL1,其物質(zhì)的量濃度是_______。

(2)標準狀況下,將V L A氣體(摩爾質(zhì)量為M g/mol)完全溶于0.1 L水(密度1 g/cm3)中,所得溶液的密度為d g/mL,則此溶液的物質(zhì)的量濃度為_______mol/L。

A.Vd/(MV+2240) B.1000Vd/(MV+2240) C.1000VdM/(MV+2240) D.MV/22.4(V+0.1)d

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】室溫下,[Cu(NH3)4](NO3)2與液氨混合并加入Cu可制得一種黑綠色晶體。

(1) 基態(tài)Cu2核外電子排布式是________。

(2) 黑綠色晶體的晶胞如圖所示,寫出該晶體的化學(xué)式:____。

(3) 不考慮空間構(gòu)型,[Cu(NH3)4]2的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為__________________(用“→”標出其中的配位鍵)。

(4) NO3-N原子軌道的雜化類型是____。與NO3-互為等電子體的一種分子為____(填化學(xué)式)。

(5) 液氨可作制冷劑,氣化時吸收大量熱量的原因是___________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鈦及鈦合金在航空航天領(lǐng)城具有重要的應(yīng)用價值。鈦鐵礦主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO3),另含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。以鈦鐵礦為原料制備鈦的工藝流程如下圖所示。

(1)為提高鈦鐵礦酸浸時的浸出率,除了采用循環(huán)浸取、延長時間、熔塊粉碎外,還可以采用______________________(寫一種方法)。

(2)硫酸質(zhì)量分數(shù)對鈦、鐵浸出率的影響如圖所示,據(jù)此判斷,酸浸時所加硫酸的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)為___________。

鈦鐵礦主要成分與濃硫酸反應(yīng)的主要產(chǎn)物是TiOSO4FeSO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________。

(3)查閱資料可知:TiO2+Fe3+水解轉(zhuǎn)化為沉淀的pH接近;反應(yīng)①Fe3++H2Y2===FeY+2H+,K=1024.3);反應(yīng)②TiO2++H2Y2=== TiO Y2+2H+,K=1017.3。含鈦鐵溶液經(jīng)EDTA(H2Y2)處理后再調(diào)節(jié)pH,TiO2+水解生成偏鈦酸[TiO (OH)2]沉淀,則TiO2+水解的離子方程式為:___________;Fe3+未轉(zhuǎn)化為沉淀的原因是______________________。

(4)若將濾液2經(jīng)___________冷卻結(jié)晶、過濾一系列操作還可獲得副產(chǎn)品綠礬(FsO4·7H2O)。濾液2經(jīng)處理后,還可返回流程中使用的物質(zhì)是______________________

(5)利用下圖所示裝置在一定條件下由TiO2制取金屬鈦的化學(xué)方程式為__________________。陽極的電極反應(yīng)式為______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗室制取氯氣有下列反應(yīng):2KMnO4+16HCl()=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O

1)該反應(yīng)中氧化劑是____;被還原的元素是______;氧化產(chǎn)物是_______。

2)用單線橋法標出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:2KMnO4+16HCl(濃)=2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O______

3)該反應(yīng)有1molKMnO4參加反應(yīng),被氧化的HCl____mol,轉(zhuǎn)移電子____mol。

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