【題目】鋰輝石是我國(guó)重要的鋰資源之一,其主要成分為 Li2O、SiO2、Al2O3 以及含有少量 Na+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等金屬離子。工業(yè)上用鋰輝石制備金屬鋰的工藝流程如下:
已知:①部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的 pH 見(jiàn)下表:
沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 |
完全沉淀的pH | 5.2 | 9.6 | 3.2 | 13.1 | 10.9 |
②常溫下,Ksp(Li2CO3)= 2.0×10-3。Li2CO3 在水中溶解度隨著溫度升高而減小。
③有水存在時(shí),LiCl 受熱可發(fā)生水解。
回答下列問(wèn)題:
(1)為提高“酸浸”速率,上述流程中采取的措施有_____。
(2)濾渣 I 的主要成分是_____。濾渣 II 的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH)3。“氧化” 和“除雜”步驟主要除去的離子有_________。
(3) “沉鋰”過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____。用熱水洗滌 Li2CO3 固體,而不用冷水洗滌,其原因是_____。
(4)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案實(shí)現(xiàn)由過(guò)程 a 制取固體 LiCl:_____。
(5)工業(yè)上實(shí)現(xiàn)過(guò)程 b 常用的方法是_____。
(6)Li 可用于制備重要還原劑四氫鋁鋰(LiAlH4)。在有機(jī)合成中,還原劑的還原能力常用“有效氫”表示,其含義為 1克還原劑相當(dāng)于多少克 H2 的還原能力。LiAlH4 的“ 有效氫”為_____(保留 2 位小數(shù))。
【答案】將礦石粉粹成礦粉,使用較濃的硫酸 SiO2 Fe2+、Ca2+、Mg2+ 2Li+ + CO32- = Li 2CO3↓ Li2CO3 在水中溶解度隨著溫度升高而減小,用熱水洗滌可降低其溶解度,減少損耗 用足量鹽酸溶解,在 HCl 氣流中蒸干 電解法 0.21
【解析】
礦粉的主要成分為 Li2O、SiO2、Al2O3 以及含有少量 Na+、Fe2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+等金屬離子,加入95%的濃硫酸進(jìn)行酸浸,只有SiO2不溶而成為濾渣I,濾液中加入CaCO3調(diào)pH,此時(shí)Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,Al3+轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,此為濾渣II的主要成分;加入H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,再加入石灰乳、Na2CO3溶液,Fe3+、Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為沉淀,成為濾渣Ⅲ的主要成分。此時(shí)所得濾液中的陽(yáng)離子主要為Li+、Na+等,蒸發(fā)濃縮、加入飽和Na2CO3溶液,Li+轉(zhuǎn)化為Li2CO3沉淀,再用鹽酸溶解并在HCl氣流中蒸干,即可獲得無(wú)水LiCl,再熔融電解即可得到Li。
(1)為提高“酸浸”速率,可增大接觸面積、升溫、適當(dāng)增大濃度、不斷攪拌等,因此上述流程中采取的措施有將礦石粉粹成礦粉,使用較濃的硫酸。答案為:將礦石粉粹成礦粉,使用較濃的硫酸;
(2)加入硫酸溶解,只有SiO2不溶,所以濾渣 I 的主要成分是SiO2。濾渣 II 的主要成分是 Fe(OH)3、Al(OH)3。“氧化”時(shí),將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,“除雜”時(shí),將Ca2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為沉淀,所以步驟主要除去的離子有Fe2+、Ca2+、Mg2+。答案為:SiO2;Fe2+、Ca2+、Mg2+;
(3) “沉鋰”過(guò)程中Li+與CO32-反應(yīng)生成Li 2CO3沉淀,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是2Li+ + CO32- = Li 2CO3↓。因?yàn)?/span>Li2CO3 在水中溶解度隨著溫度升高而減小,所以用熱水洗滌 Li2CO3 固體,而不用冷水洗滌,其原因是Li2CO3 在水中溶解度隨著溫度升高而減小,用熱水洗滌可降低其溶解度,減少損耗。答案為:2Li+ + CO32- = Li 2CO3↓;Li2CO3 在水中溶解度隨著溫度升高而減小,用熱水洗滌可降低其溶解度,減少損耗;
(4)將Li 2CO3轉(zhuǎn)化為LiCl,則需加入鹽酸,同時(shí)防止Li+大量水解,簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案為:用足量鹽酸溶解,在 HCl 氣流中蒸干。答案為:用足量鹽酸溶解,在 HCl 氣流中蒸干;
(5)由LiCl制Li,可采用熔融電解的方法,所以工業(yè)上實(shí)現(xiàn)過(guò)程 b 常用的方法是電解法。答案為:電解法;
(6)在LiAlH4中,H顯-1價(jià),作還原劑后,失電子轉(zhuǎn)化為H+,由此可得出LiAlH4與H2關(guān)系為:LiAlH4—8e-—4H2,LiAlH4的“有效氫”為=0.21。答案為:0.21。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,向20.00 mL 0.100 0 molL﹣1 (NH4)2SO4溶液中逐滴加入0.200 0 molL﹣1 NaOH溶液時(shí),溶液的pH與所加NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示(不考慮揮發(fā))。下列說(shuō)法正確的是
A. 點(diǎn)a所示溶液中:c(NH4+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(H+)
B. 點(diǎn)b所示溶液中:c(NH4+)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
C. 點(diǎn)c所示溶液中:c(SO42-)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D. 點(diǎn)d所示溶液中:c(SO42-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NH4+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知氨基酸在一定條件下能與亞硝酸反應(yīng)得到羥基酸,如下:
試根據(jù)如圖所示關(guān)系回答下列有關(guān)問(wèn)題。
(1)寫(xiě)出A、B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:A_________;B_________。
(2)的化學(xué)方程式為________。
(3)的化學(xué)方程式為________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】相同溫度、相同容積的四個(gè)密閉容器中進(jìn)行同樣的可逆反應(yīng):2X(g)+Y(g)3W(g)+2Z(g) △H=﹣Q KJ/mol,起始時(shí)充入氣體的物質(zhì)的量及平衡時(shí)體系能量變化數(shù)據(jù)如表,下列說(shuō)法正確的是( 。
X | Y | W | Z | 反應(yīng)體系能量變化 | |
甲 | 2mol | 1mol | 放出a kJ/mol | ||
乙 | 1mol | 1mol | 放出b kJ/mol | ||
丙 | 2mol | 2mol | 放出c kJ/mol | ||
丁 | 3mol | 2mol | 吸收d kJ/mol |
A.X的轉(zhuǎn)化率為:甲<乙<丙
B.c+d<Q
C.平衡時(shí),甲容器中的反應(yīng)速率比丁容器中的慢
D.平衡時(shí)丙容器中Z的物質(zhì)的量濃度最大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】弱電解質(zhì)在水溶液中的電離狀況可以進(jìn)行定量計(jì)算和推測(cè)。
(1)25℃時(shí)兩種酸的電離平衡常數(shù)如表所示。
Ka1 | Ka2 | |
HA | 1×10-4 | |
H2B | 1×10-2 | 5×10-6 |
①25℃時(shí),0.100mol·L-1的NaA溶液中H+、OH-、Na+、A-、HA的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是:___。pH=8的NaA溶液中由水電離出的c(OH-)=___mol·L-1。
②25℃時(shí),0.100mol·L-1的NaHB溶液pH___7,理由是___。
③25℃時(shí),向0.100mol·L-1的Na2B溶液中滴加足量0.100mol·L-1的HA溶液,反應(yīng)的離子方程式為___。
(2)已知25℃時(shí),向0.100mol·L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH溶液,各含磷微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH變化的關(guān)系如圖所示。
①當(dāng)溶液pH由11到14時(shí),所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】對(duì)于可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,下列研究目的和示意圖相符的是( )
A | B | C | D | |
研究目的 | 壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響 (p2>p1) | 溫度對(duì)反應(yīng)的影響 | 平衡體系中增加N2的濃度對(duì)反應(yīng)的影響 | 催化劑對(duì)反應(yīng)的影響 |
示意圖 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】葡萄糖酸鈣是一種可促進(jìn)骨骼生長(zhǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。制取葡萄糖酸鈣的流程如下。
已知:a.CH2OH(CHOH)4CHO+Br2+H2O→C6H12O7(葡萄糖酸)+2HBr;
b.2C6H12O7(葡萄糖酸)+CaCO3→Ca(C6H11O7)2(葡萄糖酸鈣)+H2O+CO2↑;
c.相關(guān)物質(zhì)的溶解性見(jiàn)下表:
物質(zhì)名稱(chēng) | 葡萄糖酸鈣 | 葡萄糖酸 | 溴化鈣 | 氯化鈣 |
在水中的溶解性 | 可溶于冷水,易溶于熱水 | 可溶 | 易溶 | 易溶 |
在乙醇中的溶解性 | 微溶 | 微溶 | 可溶 | 可溶 |
d.酸性:鹽酸>葡萄糖酸>碳酸。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
(1)制備葡萄糖酸鈣涉及的反應(yīng)類(lèi)型有__。
(2)第①步中溴水氧化葡萄糖時(shí),下列裝置最合適的是__(填序號(hào))。
(3)第②步反應(yīng)CaCO3需過(guò)量的原因是__。
(4)本實(shí)驗(yàn)中不宜用CaCl2替代CaCO3,理由是__。
(5)第③步需趁熱過(guò)濾,其原因是__。
(6)若制備時(shí)葡萄糖溶液中含有9.0g葡萄糖,步驟⑦后得到8.2g葡萄糖酸鈣,則葡萄糖酸鈣的產(chǎn)率為__。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】
鉀和碘的相關(guān)化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)元素K的焰色反應(yīng)呈紫紅色,其中紫色對(duì)應(yīng)的輻射波長(zhǎng)為_______nm(填標(biāo)號(hào))。
A.404.4 B.553.5 C.589.2 D.670.8 E.766.5
(2)基態(tài)K原子中,核外電子占據(jù)的最高能層的符號(hào)是_________,占據(jù)該能層電子的電子云輪廓圖形狀為___________。K和Cr屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬K的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)等都比金屬Cr低,原因是___________________________。
(3)X射線衍射測(cè)定等發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在I3+離子。I3+離子的幾何構(gòu)型為_____________,中心原子的雜化形式為________________。
(4)KIO3晶體是一種性能良好的非線性光學(xué)材料,具有鈣鈦礦型的立體結(jié)構(gòu),邊長(zhǎng)為a=0.446nm,晶胞中K、I、O分別處于頂角、體心、面心位置,如圖所示。K與O間的最短距離為______nm,與K緊鄰的O個(gè)數(shù)為__________。
(5)在KIO3晶胞結(jié)構(gòu)的另一種表示中,I處于各頂角位置,則K處于______位置,O處于______位置。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】溫度為T1時(shí),在三個(gè)容積均為1 L的恒容密閉容器中僅發(fā)生反應(yīng) 2NO2(g)2NO(g)+O2(g) ΔH>0。實(shí)驗(yàn)測(cè)得:υ正=υ(NO2)消耗=k正c2(NO2),υ逆=υ(NO)消耗=2υ(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。下列說(shuō)法正確的是( )
容器編號(hào) | 物質(zhì)的起始濃度(mol·L-1) | 物質(zhì)的平衡濃度(mol·L-1) | ||
c(NO2) | c(NO) | c(O2) | c(O2) | |
Ⅰ | 0.6 | 0 | 0 | 0.2 |
Ⅱ | 0.3 | 0.5 | 0.2 | |
Ⅲ | 0 | 0.5 | 0.35 |
A.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),容器Ⅰ與容器Ⅱ中的總壓強(qiáng)之比為1∶1
B.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),容器Ⅱ中 比容器Ⅰ中的大
C.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),容器Ⅲ中NO的體積分?jǐn)?shù)大于50%
D.當(dāng)溫度改變?yōu)?/span>T2時(shí),若k正=k逆,則T2>T1
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