工业上以锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2,含少量Ca,Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下:
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部分的流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得的物质。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(运用化学平衡原理简述)_____________________________。
(3)最后一个步骤中,用“热水洗涤”的目的是______________________________。
(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溶液做阴极液,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溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是_________________________。
②电解后,LiOH溶液浓度增大的原因_____,b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+试写出该电池放电时的正极反应:__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为__________________。
在400 mL2 mol·L-1H2SO4溶液中, H+的物质的量浓度为,
SO42-的物质的量浓度为。
如图所示,通电5 min后,第③极增重2.16 g,同时在A池中收集到标准状况下的气体224 mL,设A池中原混合液的体积为200 mL。
试求:(1)写出①、②的电极反应式; ______________ _______________
(2)通过计算确定通电前A池中原混合溶液Cu2+的浓度是。
碘在科研与生活中有重要应用,某兴趣小组用0.50 mol·L-1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L-1 K2S2O8、0.10 mol·L-1 Na2S2O3等试剂,探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知:S2O82-+2I-2SO42-+I2(慢) I2+2S2O32-
2I-+ S4O62-(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液,当溶液中的耗尽后,溶液颜色将由无色变为蓝色,为确保能观察到蓝色,S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为:n(S2O32-)∶n(S2O82-)。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响,设计的实验方案如下表:
实验序号 |
体积V/mL |
||||
K2S2O8溶液 |
水 |
KI溶液 |
Na2S2O3溶液 |
淀粉溶液 |
|
① |
10.0 |
0.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
② |
9.0 |
1.0 |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
③ |
8.0 |
Vx |
4.0 |
4.0 |
2.0 |
表中VxmL,理由是。
(3)已知某条件下,浓度c(S2O82-)反应时间t的变化曲线如图所示,若保持其他条件不变,请在答题卡坐标图中,分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82-)-t的变化曲线示意图(进行相应的标注)
(4)碘也可用作心脏起搏器电源-锂碘电池的材料,该电池反应为:
2Li(s)+I2(s)2LiI(s)ΔH
已知:①4Li(s)+O2(g)2Li2O(s)ΔH1
②4LiI(s)+O2(g)2I2(s)+2Li2O(s)ΔH2
则电池反应的ΔH=;碘电极作为该电池的极。
(16 分) (1)下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:。
(2))依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g)△H1="-394" kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2="-572" kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l)△H3=-2600kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2 (g)反应的焓变:
△H=_____。
(3) 4.6 g酒精和一定量的氧气混合点燃,恰好完全燃烧,生成5.4 g水和4.48 L CO2(产物均在标准状况下测定),并放出140 kJ热量,写出表示酒精燃烧热的热化学方程式为。
(4)中和热是指酸跟碱发生中和反应生成l mol H2O所放出的热量。某学生想通过测定反应过程中所放出的热量计算中和热。他将50mL0.5mol/L的盐酸与50mL0.55mol/L的NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。请回答下列问题:
①从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃用品是___________,烧杯间填满碎塑料泡沫的作用是_________________。
②实验中改用60 mL 0.50 mol/L的盐酸跟50mL 0.55 mol/L的NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等”或“不相等”),理由是所求中和热的数值会________(填“相等”或“不相等”)。
已知有一种节能的氯碱工业新工艺,将电解池和燃料电池相组合,相关流程如下图所示(电极未标出):回答下列有关问题:
(1)电解池的阴极反应式为 _____________________________________
(2)通入空气的电极为_______________(“正极”或“负极”)
燃料电池中阳离子的移动方向___________(“从左向右”或“从右向左”)。
(3)电解池中产生2 mol Cl2,理论上燃料电池中消耗_____ mol O2。
(4)a、b、c的大小关系为:__________。