(14分)锂及锂盐具有的优异性能和特殊功能,在化工、电子、宇航、核能、能源等领域都得到广泛应用;锂元素更是被誉为“能源元素”。
Ⅰ 锂的原子结构示意图为 ;锂暴露在湿空气中时,会迅速地失去金属光泽、表面开始变黑,更长时间则变成白色。生成的化合物是氮化锂、氢氧化锂,最终生成碳酸锂。写出生成氮化锂的化学方程式 。锂在空气中燃烧,发出浅蓝色的火焰,放出浓厚的白烟,生成相应氧化物 _____(填化学式)。
Ⅱ 下面是从锂辉石(Li2O·Al2O3·SiO2)中提出锂的工业流程示意图。
① 高温煅烧时的反应原理为:Li2O∙Al2O3∙SiO2+K2SO4= K2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4;
Li2O∙Al2O3∙SiO2+Na2SO4= Na2O∙Al2O3∙SiO2+Li2SO4。
②锂离子浸取液中含有的金属离子为:K+、Na+、Li+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Mn2+ 。
③几种金属离子沉淀完全的pH
金属离子 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Mn(OH)2 |
沉淀完全的pH |
4.7 |
9.0 |
3.2 |
10.1 |
④Li2SO4、Li2CO3在不同温度下的溶解度(g / 100g水)
温度 溶解度 |
10 |
20 |
50 |
80 |
Li2SO4 |
35.4 |
34.7 |
33.1 |
31.7 |
Li2CO3 |
1.43 |
1.33 |
1.08 |
0.85 |
(1)浸取时使用冷水的原因是 。
(2)滤渣2的主要成分为 。
(3)流程中分2次调节pH(pH7~8和pH > 13),有研究者尝试只加一次浓NaOH溶液使pH> 13,结果发现在加饱和碳酸钠溶液沉锂后,随着放置时间延长,白色沉淀增加,最后得到的Li2CO3产品中杂质增多。Li2CO3产品中的杂质可能是 ,用离子方程式表示其产生的原因 。
(4)加热浓缩的作用是 。
(5)洗涤Li2CO3晶体使用 。
在一定温度下的定容密闭容器中,当物质的下列物理量不再变化时,表明反应:A(s)+2B(g)C(g)+D(g)已达平衡的是___________________________。
①混合气体的压强②混合气体的密度③B的物质的量浓度④气体的总物质的量
在一个恒温恒容的密闭容器中,发生如下反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),开始时充入容器中的起始物质是:①0.1 mol CO,0.1 mol H2②0.1 mol CO,0.2 mol H2O③0.1 mol CO,0.1 mol H2O④0.1 mol CO,0.1 mol H2O,0.1 mol H2。达到平衡时容器中H2的物质的量由小到大的排列顺序是____________。
在一密闭容器中充入1 mol NO2,建立如下平衡:2NO2N2O4。平衡时测得NO2的转化率为a%。其他条件不变,再充入1 mol NO2,待新平衡建立时,测得NO2的转化率为b%。则a和b的大小关系为________________。
下列各组反应哪几组是可逆反应?为什么?
(1)2H2+O22H2O与2H2O
2H2↑+O2↑
(2)NH3+H2O====NH3·H2O与NH3·H2O====+OH-
(3)CaCO3(s)====CaCO3(aq)与CaCO3(aq)====CaCO3(s)
(4)+OH-====NH3·H2O与NH3·H2O====
+OH-
(5)2NH33H2+N2与N2+3H2
2NH3
(6)SO2+H2O====H2SO3与H2SO3====SO2+H2O
(7)2SO2+O22SO3与2SO3
2SO2+O2
(8)2HIH2↑+I2↑与H2+I2
2HI
已知T K和P kPa时,在容积为V L的密闭容器中充有1 mol A和1 mol B,保持恒温恒压,使反应: A(g)+B(g)C(g)达到平衡时, C的体积分数为40%。试完成下列有关问题:
(1)若使温度和压强在上述条件下恒定不变,在密闭容器中充入2 mol A和2 mol B,则反应达到平衡时,容器的体积为________,C的体积分数为________。
(2)若另选一容积固定不变的密闭容器,仍然控制温度为T K,使1 mol A和1 mol B反应达到平衡状态时, C的体积分数仍然为40%,则该密闭容器的体积为________。