工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下:
已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 +H2SO4(浓) Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
T/℃ |
20 |
40 |
60 |
80 |
S(Li2CO3)/g |
1.33 |
1.17 |
1.01 |
0.85 |
S(Li2SO4)/g |
34.2 |
32.8 |
31.9 |
30.7 |
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是 。
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。
向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡移动原理解释) 。
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是
。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
① a中,阳极的电极反应式是 。
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是 。
(12分)已知铝土矿主要成分为Al2O3,还含有少量的Fe2O3、SiO2等杂质。下图是工业上冶炼铝的工艺流程图:
⑴操作Ⅰ和Ⅱ是用于分离溶液和沉淀,称为。需要用到哪些玻璃仪器
⑵操作Ⅰ分离出的沉淀除了含有泥沙外,一定还含有,滤液X中,含铝元素的溶质的化学式为。写出步骤②中与过量CO2反应的化学方程式
⑶操作Ⅱ得到的沉淀除了氢氧化铝还有,它属于(填“酸”、“碱”或“盐”)类物质。
⑷实验室里常往氯化铝溶液中加入(填“氨水”或“NaOH溶液”),写出对应的离子方程式
(共10分)在铝制易拉罐中收集满CO2,然后倒入10mL浓NaO
H溶液,迅速密封易拉罐口,可以观察到易拉罐突然变瘪了,原因是 _____________________,反应的离子方程式为 ___________________。
一段时间后,又可以观察到 ______________________,
原因是 ______________________,反应的化学方程式为
______________________________。
(共12分)配制250mL 1.0mol/L NaOH溶液,请回答下列问题:
⑴在下列仪器中:A 托盘天平 B 量筒 C烧杯 D 玻璃棒 E 漏斗 F 500mL容量瓶
G 药匙 H 250mL容量瓶 I 胶头滴管 J 坩埚
需要用到的仪器有
⑵所需NaOH固体质量为克
⑶配制的实验步骤如下:
①计算②称量③溶解④转移、洗涤⑤定容⑥摇匀
其中第③、④、⑤步实验操作都要用到玻璃棒,作用分别是, ,
。
⑷在容量瓶内确定溶液体积的过程中,完成后期加入少量水的做法是
;
下列各项中,可能导致实际浓度偏高的是(填标号)
A.在天平托盘上垫纸,将NaOH放在纸上称量 |
B.NaOH溶解时放出大量的热,未冷却立即配制溶液 |
C.溶解NaOH固体之后的烧杯未洗涤 |
D.向容量瓶中转移液体时不慎洒出 |
⑸从上述所配制的溶液中取出10mL,其中NaOH的物质的量浓度为,NaOH的质量为,NaOH的物质的量为。
⑹将取出的10mL溶液加水稀释到100mL,稀释后溶液中NaOH的物质的量浓度为。
、氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,
在导线中电子流动方向为(用a、b 表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)电极表面镀铂粉的原因为
。
(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续
不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:Ⅰ. 2Li + H2 2LiHⅡ. LiH + H2O ="=" LiOH + H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是 ,反应Ⅱ中的氧化剂是 。
②已知LiH固体密度约为0.8g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为 。
③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为 mol。
(9分)电解原理在化学工业中有广泛应用。右图表示一个电解池,其中a为电解质溶液, X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:
(1)X的电极名称是(填写“阳极”或“阴极”)。
(2)若要用该装置电解精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则X电极的材料是,Y电极的材料是。
(3)若X、Y都是惰性电极,a是饱和食盐水,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,一段时间后,在X极附近观察到的现象是,Y极上的电极反应式为。
(4)若要用电镀方法在铁表面镀一层金属银,应该选择的方案是。
方案 |
X |
Y |
a溶液 |
A |
银 |
石墨 |
AgNO3 |
B |
银 |
铁 |
AgNO3 |
C |
铁 |
银 |
Fe(NO3)3 |
D |
铁 |
银 |
AgNO3 |