【題目】工業(yè)上利用β-鋰輝礦(LiAlSi2O6和少量MgO、CaCO3雜質(zhì))制備金屬鋰,工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)β-鋰輝礦的主要成分LiAlSi2O6中存在的原子團為_____________。
(2)工業(yè)上加快酸浸速率除調(diào)整硫酸濃度、升高溫度外還可以采取的措施為_____________。浸出液中加入CaCO3的主要作用為______________________。
(3)一定溫度下,Ksp(CaCO3)=2.5×10-9,Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,若反應(yīng)Ⅱ的溶液中c(Ca2+)和c(Li+)均為1.0mol·L-1,則開始滴加稀Na2CO3溶液時,理論上c(CO32-)應(yīng)控制的范圍為_________;實際操作中CaCO3和Li2CO3可能同時析出,從而造成Li+損失,一種改進的工藝是利用草酸鈉代替Na2CO3作為沉淀劑,分析使用草酸鈉的原因為_____________________。
(4)反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為_______________________。常溫下,Na2CO3的溶解度為29.4g,判斷反應(yīng)Ⅲ能否使溶液中Li+沉淀完全?_______________________________________________________(列式計算)。[化學(xué)上規(guī)定,當(dāng)某離子濃度≤10-5mol·L-1時即可認為該離子沉淀完全]
(5)高溫下發(fā)生反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式為_____________________________________________。
(6)一定溫度下,LiAlSi2O6與不同濃度的硫酸反應(yīng)30min時結(jié)果如下表所示:
c(H2SO4)/mol·L-1 | 1.0 | 5.0 | 10.0 | 16.0 | 18.0 |
Li浸出率/% | 30 | 60 | 90 | 80 | 70 |
Al浸出率/% | 30 | 60 | 40 | 10 | 0 |
試分析酸浸過程中,若使c(H2SO4)=10.0mol·L-1,則該工藝條件的優(yōu)缺點為____________________。
【答案】SiO32- 粉碎、攪拌 中和過量的硫酸,調(diào)節(jié)溶液pH 2.5×10-9 mol·L-1<c(CO32-)≤1.6×10-3 mol·L-1 草酸鈣難溶于水,而草酸鋰易溶于水 2Li++CO32- = Li2CO3↓ 當(dāng)c(Li+)=1.0×10-5mol·L-1時,c(CO32-)=1.6×10-3/(1.0×10-5)2=1.6×107 mol·L-1,遠大于飽和Na2CO3溶液的濃度,故Li+沒有沉淀完全 3Li2O +2AlAl2O3 + 6Li 優(yōu)點:反應(yīng)速率快,Li浸出率高;相同浸取率需要的反應(yīng)溫度低,消耗能量少。
缺點:Al浸出率較高,需要增加除Al雜質(zhì)的步驟
【解析】
β-鋰輝礦(主要成分為LiAlSi2O6,還含有少量MgO、CaCO3等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰,加入過量濃硫酸溶解β-鋰輝礦,加入碳酸鈣再加入適量石灰乳,使鎂離子沉淀完全,加入稀碳酸鈉沉淀鈣離子,過濾得到溶液中主要是鋰離子的溶液,蒸發(fā)濃縮,加入碳酸鈉沉淀鋰離子生成碳酸鋰,洗滌后煅燒得到氧化鋁,加入鋁粉高溫條件下置換出鋰同時生成氧化鋁。(1)β-鋰輝礦的主要成分LiAlSi2O6為硅酸鹽,存在的原子團為SiO32-;(2)工業(yè)上加快酸浸速率除調(diào)整硫酸濃度、升高溫度外還可以采取的措施為粉碎、攪拌。浸出液中加入CaCO3的主要作用為中和過量的硫酸,調(diào)節(jié)溶液pH,使于除去鎂離子;(3) 反應(yīng)Ⅱ應(yīng)該控制鈣離子沉淀完全而鋰離子沒有開始沉淀,溶液中c(Ca2+)和c(Li+)均為1.0mol·L-1,Ksp(CaCO3)= c(Ca2+) c(CO32-)=2.5×10-9,得c(CO32-)=2.5×10-9,Ksp(Li2CO3)= c2(Li+) c(CO32-)= 1.6×10-3, 得c(CO32-)=1.6×10-3,故理論上c(CO32-)應(yīng)控制的范圍為2.5×10-9 mol·L-1<c(CO32-)≤1.6×10-3 mol·L-1;實際操作中CaCO3和Li2CO3可能同時析出,從而造成Li+損失,一種改進的工藝是利用草酸鈉代替Na2CO3作為沉淀劑,因為草酸鈣難溶于水,而草酸鋰易溶于水;(4)反應(yīng)Ⅲ是碳酸鈉與硫酸鋰反應(yīng)生成碳酸鋰和硫酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為2Li++CO32- = Li2CO3↓;當(dāng)c(Li+)=1.0×10-5mol·L-1時,c(CO32-)=1.6×10-3/(1.0×10-5)2=1.6×107 mol·L-1,遠大于飽和Na2CO3溶液的濃度,故Li+沒有沉淀完全;(5)高溫下發(fā)生反應(yīng)Ⅳ的化學(xué)方程式為3Li2O +2AlAl2O3+ 6Li;(6) 酸浸過程中,若使c(H2SO4)=10.0mol·L-1,則該工藝條件的優(yōu)點:反應(yīng)速率快,Li浸出率高;相同浸取率需要的反應(yīng)溫度低,消耗能量少;缺點:Al浸出率較高,需要增加除Al雜質(zhì)的步驟。
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【題目】下列各組離子能在溶液中大量共存的是
A. Na+、Fe3+、SO42-、I- B. H+、Fe2+、SO42-、NO3-
C. K+、NH4+、CO32-、OH- D. Ca2+、Al3+、NO3-、Cl-
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化一定需要加入氧化劑才能實現(xiàn)的是( )
A.C →CO2B.H2O2→O2C.SO2→ SD.KMnO4→MnO2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 如圖所示,測定中和熱時,大小兩燒杯間填滿碎紙條或泡沫塑料的目的是固定小燒杯
B. 若用50 mL 0.55 mol·L-1的氫氧化鈉溶液,分別與50 mL 0.50 mol·L-1的鹽酸和50 mL 0.50 mol·L-1的硫酸充分反應(yīng),兩反應(yīng)測定的中和熱不相等
C. 為了簡化裝置,中和熱測定實驗中的環(huán)形玻璃攪拌棒可以由溫度計代替
D. 中和熱測定實驗也可以用稀硫酸與氫氧化鈉溶液反應(yīng)
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【題目】撲熱息痛是一種優(yōu)良的解熱鎮(zhèn)痛藥,其結(jié)構(gòu)簡式為,下列說法不正確的是( )
A. 它能與燒堿溶液反應(yīng)
B. 它能與溴水發(fā)生取代反應(yīng)
C. 該物質(zhì)是由兩分子氨基酸脫水縮合而成
D. 它遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
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【題目】A、B、W、D、E為短周期元素,且原子序數(shù)依次增大,質(zhì)子數(shù)之和為39,B、W同周期,A、D同主族,A、W能形成兩種液態(tài)化合物A2W和A2W2,E元素的周期序數(shù)與主族序數(shù)相等.
(1)W2-離子的結(jié)構(gòu)示意圖為______________,E元素在周期表中的位置為____________,寫出E的最高價氧化物與D的最高價氧化物的水化物反應(yīng)的離子方程式____________________。
(2)經(jīng)測定A2W2為二元弱酸,A2W2的電子式為___________,常用硫酸處理BaO2來制備A2W2,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________。
(3)向含有Fe2+和淀粉KI的酸性溶液中滴入A2W2,觀察到溶液呈藍色并有紅褐色沉淀成.當(dāng)消耗2mol I﹣時,共轉(zhuǎn)移3mol電子,該反應(yīng)的離子方程式是_____________________。
(4)元素D的單質(zhì)在一定條件下,能與A單質(zhì)化合生成一種化合物DA,熔點為800℃,能與水反應(yīng)放氫氣,寫出該反應(yīng)方程式______________________,若將1molDA和1molE單質(zhì)混合加入足量的水,充分反應(yīng)后生成氣體的體積是_________L(標準狀況下)。
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【題目】某電化學(xué)氣敏傳感器的工作原理如圖所示.下列說法正確的是( 。
A. b極為負極
B. a極的電極反應(yīng)式為2NH3+3O2﹣﹣6e﹣═N2+3H2O
C. 反應(yīng)消耗的NH3與O2的物質(zhì)的量之比為4:5
D. 該傳感器在工作過程中KOH的物質(zhì)的量不變
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【題目】有關(guān)NaHC03與Na2C03的性質(zhì),下列敘述中不正確的是
A. Na2C03和NaHC03粉末與同濃度鹽酸反應(yīng)時,Na2C03因堿性強,所以與鹽酸反應(yīng)放出氣體速度快
B. 等物質(zhì)的量的兩種鹽與同濃度鹽酸反應(yīng),Na2C03所消耗鹽酸的體積是 NaHC03的兩倍
C. 向Na2C03飽和溶液中通人過量CO2,有NaHC03結(jié)晶析出
D. Na2C03和NaHC03溶液分別和BaCl2溶液反應(yīng),現(xiàn)象不同
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