锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀pH |
2.7 |
3.7 |
9.6 |
完全沉淀pH |
3.7 |
4.7 |
11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
50 |
75 |
100 |
Li2CO3的溶解度/g |
1.539 |
1.406 |
1.329 |
1.181 |
0.866 |
0.728 |
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:__________________________。
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是__________________________________。
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:________________________。
(4)洗涤所得Li2CO3沉淀要使用_____(选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是__________。
(5)将氯化锂溶液蒸干的过程中还需不断通入HCl气体,其作用是______________
(6)本实验在电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是_____。
氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗产品并精制的流程:
根据上述流程回答下列问题:
(1)混合①中发生反应的离子方程式为________________________________。
(2)混合①中使用冰水的目的是_______________________________________。
(3)操作Ⅲ一般适用于分离________混合物。(填序号)
a.固体和液体 b.固体和固体
c.互不相溶的液体 d.互溶的液体
(4)混合②中加入Na2SO3的目的是____________________________________。
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究:
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为________,若假设成立可观察到的现象为__________________;乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有________________,其用于证明该假设所用的试剂为____________。
某化学兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体和胆矾晶体,以探索工业废料的再利用。其实验方案如下:
试回答下列问题:
(1)过滤用的器材已有滤纸、铁架台、铁圈和烧杯,还要补充的玻璃仪器是_______________。
(2)由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条,你认为合理的是_____________。
(3)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是_______________________________。
(4)写出用滤渣F制备胆矾晶体的化学方程式_____________________________。
(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸,重新设计方案,也能制得三种物质,你认为后者的方案是否更合理?________,理由是___________。
碱式碳酸铜可表示为:xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种(Cu的相对原子质量按63.5计)。
(1)现采用氢气还原法,请回答如下问题:
已知xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O与氢气反应的化学方程式为xCuCO3·yCu(OH)2·zH2O+
(x+y)H2(x+y)Cu+xCO2+(x+2y+z)H2O
①实验装置用下列所有仪器连接而成,按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号):
(a)→()( )→()( )→()( )→()()→()( )→(l);
②称取23.9 g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.7 g 残留物,生成4.4 g二氧化碳和7.2 g水。该样品的结晶水质量为_____g,化学式为_____________。
(2)某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成,你认为是否可行?请说明理由_________________________________________________________________________________。
某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究,并共同解答下列问题:
【探究一】设计如图所示装置进行“铁与水反应”的实验。
(1)硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为______________________________。
(2)反应前A中投放碎瓷片的目的是____________________________________。
(3)装置E中的现象是________________________________________________。
【探究二】设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分。
(4)待硬质玻璃管B冷却后,取少许其中的固体物质溶于_______后,将所得溶液分成两份。
(5)一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变红色,推断硬质玻璃管B中固体物质的成分(选填序号,下同)为_______;若溶液未变红色,推断硬质玻璃管B中固体物质的成分为_______。
①一定有Fe3O4②一定有Fe
③只有Fe3O4④只有Fe
(6)另一份用_______(填仪器名称)加入_______,可以证明溶液中存在Fe2+。
【探究三】设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。
(7)试剂b的化学式是_______。
(8)计算反应后B装置中铁元素的质量分数为_______。
一般测定样品中成分含量的实验应重复2~3次。为了测定某氢氧化钠固体中混有的碳酸钠的质量分数,甲、乙、丙三位同学分别设计了如下实验方案:
Ⅰ.甲同学的方案如图所示:
(1)如何检验A装置的气密性?_____________________________________________。
(2)甲同学重复进行了三次实验,得到碳酸钠的质量分数的数据存在较大的偏差,你认为可能引起测量结果偏低的原因是_______(填序号)。
A.装置内原有空气中的二氧化碳气体也被碱石灰吸收
B.装置外空气中的水蒸气和二氧化碳被碱石灰吸收
C.反应完成后,装置中的二氧化碳没有全部被碱石灰吸收
D.加入稀硫酸的量不足、反应不充分
(3)为了让甲的实验测量结果更准确,在其他实验步骤都正确的条件下,你认为图中的实验装置应该如何改进:______________。
Ⅱ.乙同学的方案是:从图中所提供的装置中选择实验装置,代替甲同学实验装置中的B、C,通过测定放出的二氧化碳的体积(不考虑二氧化碳溶于水)来计算。
选择最简装置的连接顺序为_______。
Ⅲ.丙同学的方案是:称取样品m g,并溶解,加入过量氯化钡溶液,过滤、洗涤、烘干、称量,得固体n g。
(1)配制100 mL 0.10 mol/L BaCl2溶液的实验中所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管、量筒外还有_______(填仪器名称)。
(2)混合物中碳酸钠的质量分数为(用m、n表示)_______。
(3)Ca2+、Ba2+都可以使沉淀完全,能否使用氯化钙溶液代替氯化钡溶液?_______ (填“能”或“否”),原因是:_____________________________________。