【題目】2019109日,瑞典皇家科學(xué)院在斯德哥爾摩宣布,將2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C發(fā)給來(lái)自美國(guó)、英國(guó)、日本的三位科學(xué)家,表彰他們?cè)阡囯x子電池方面的研究貢獻(xiàn)。高度評(píng)價(jià)他們創(chuàng)造了一個(gè)可充電的世界。鋰離子電池與傳統(tǒng)電池相比,充電更快,功率密度更高,使用時(shí)間更長(zhǎng),在手機(jī)和筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品上廣泛應(yīng)用。工業(yè)上常以鋰輝礦(主要成分為 LiAlSi2O6,還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來(lái)制取金屬鋰,其中一種工藝流程如下:

已知:部分金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH

②Li2CO3的溶解度隨溫度變化如圖所示:

試回答下列問(wèn)題:

1)酸浸時(shí),為了提高浸取率可采取升高溫度、粉碎礦石、攪拌、過(guò)濾后再次浸取等措施還可通過(guò)_______來(lái)提高浸取率。

2)反應(yīng)I中應(yīng)調(diào)節(jié)pH范圍為_______,沉淀A的成分除H2SiO3CaCO3、Al(OH)3外,還有___________。

3)反應(yīng)的離子方程式為_________________。

4操作I"的名稱為______;洗滌Li2CO3沉淀要使用_______ (選填熱水冷水”),理由是___________________________________________________

【答案】延長(zhǎng)浸取時(shí)間(或:增大酸的濃度) 4.7~9.6(或4.7 pH < 9.6) Fe(OH)3、CaSO4 Mg2++Ca(OH)2=Ca2++Mg(OH)2 (或:Mg2++2OH=Mg(OH)2) CO32-+Ca(OH)2=CaCO3+2OH(或:Ca2++CO32-= CaCO3) 過(guò)濾 熱水 碳酸鋰的溶解度隨溫度升高而降低,熱水洗滌可以減少碳酸鋰的溶解損失

【解析】

鋰輝礦(主要成分為 LiAlSi2O6,還含有FeO、MgOCaO等雜質(zhì))為原料來(lái)制取金屬鋰,加入過(guò)量硫酸溶解鋰輝礦,再加入碳酸鈣調(diào)節(jié)溶液的pH,加入雙氧水將溶液里的亞鐵離子氧化為鐵離子,使鐵離子和鋁離子沉淀完全,過(guò)濾除去沉淀,然后加入氫氧化鈣和碳酸鈉除去溶液中的鈣離子和鎂離子,過(guò)濾得到的溶液中主要是鋰離子的水溶液,蒸發(fā)濃縮,加入飽和的碳酸鈉溶液沉淀鋰離子生成碳酸鋰,洗滌后加入鹽酸溶解得到氯化鋰溶液,加熱蒸干得到氯化鋰,電解氯化鋰得到金屬鋰。根據(jù)以上分析解答此題。

(1)增大酸的濃度、升高溫度、增大固體表面積、攪拌或延長(zhǎng)浸取時(shí)間可以提高浸取率,所以為了提高浸取率可采取升高溫度、粉碎礦石、攪拌、過(guò)濾后再次浸取等措施還可通過(guò)延長(zhǎng)浸取時(shí)間或增大酸的濃度來(lái)提高浸取率;

答案為:延長(zhǎng)浸取時(shí)間(或:增大酸的濃度)。

(2)反應(yīng)Ⅰ中調(diào)節(jié)pH的目的是除去Fe3+、Al3+,由表中數(shù)據(jù)可知調(diào)節(jié)pH范圍為4.7~9.6(或4.7pH<9.6),硫酸鈣微溶于水,所以沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3Al(OH)3外,還有Fe(OH)3、CaSO4 ;

答案為:4.7~9.6(或4.7pH<9.6);Fe(OH)3CaSO4。

(3)反應(yīng)Ⅱ調(diào)節(jié)pH=11,目的是除去Mg2+和Ca2+,根據(jù)加入的試劑,主要離子方程式為:Mg2++Ca(OH)2= Ca2++ Mg(OH)2↓(或:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓)、CO32-+ Ca(OH)2=CaCO3↓+2OH-(或:CO32-+ Ca2+=CaCO3↓)

答案為:Mg2++Ca(OH)2= Ca2++ Mg(OH)2↓(或:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓)、CO32-+ Ca(OH)2=CaCO3↓+2OH-(或:CO32-+ Ca2+=CaCO3↓)

(4)“操作Ⅰ”目的是分離出固體碳酸鋰,所以“操作Ⅰ”是過(guò)濾;由圖可知碳酸鋰的溶解度隨溫度升高而降低,熱水洗滌可以減少碳酸鋰的溶解損失,所以洗滌碳酸鋰沉淀要用熱水;

答案為:過(guò)濾;熱水 ;碳酸鋰的溶解度隨溫度升高而降低,熱水洗滌可以減少碳酸鋰的溶解損失。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有三種有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)如圖,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A. 三種物質(zhì)的分子式均為C8H8,它們互為同分異構(gòu)體

B. x的一氯代物有5

C. y的四氯代物有3

D. z中的所有原子在同一平面上

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】高良姜素是姜科植物高良姜根中的提取物,它能使鼠傷寒沙門(mén)氏菌TA98TA100發(fā)生誘變,具有抗病菌作用.下列關(guān)于高良姜素的敘述正確的是( )

A.高良姜素的分子式為C15H15O5

B.高良姜素分子中含有3個(gè)羥基、8個(gè)雙鍵

C.高良姜素能與碳酸鈉溶液、溴水、酸性高錳酸鉀溶液等反應(yīng)

D1mol高良姜素與足量的鈉反應(yīng)生成33.6LH2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】多硫化鈉Na2Sx(x2)在結(jié)構(gòu)上與Na2O2、FeS2等有相似之處,Na2Sx在堿性溶液中可被NaClO氧化成Na2SO4,而NaClO被還原成NaCl,反應(yīng)中Na2SxNaClO的物質(zhì)的量之比為1:16,則x值是(

A.5B.4C.3D.2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】以色列理工學(xué)院的丹尼爾·謝德曼因發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體而一人獨(dú)享了2011年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。某組成為Al65Cu23Fe12的準(zhǔn)晶體W具有低摩擦系數(shù)、高硬度、低表面能以及低傳熱性,正被開(kāi)發(fā)為炒菜鍋的鍍層。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是( )

A.W的熔點(diǎn)比鋁、鐵、銅的都高

B.將一定量W投入少量的鹽酸中,充分反應(yīng)后溶液中一定有Fe2+

C.等質(zhì)量W分別與足量NaOH溶液、鹽酸反應(yīng),生成氫氣的質(zhì)量之比為6573

D.W在氯氣中完全燃燒時(shí)可形成AlCl3、FeCl3兩種離子化合物

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)利用下圖進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),已知圓底燒瓶?jī)?nèi)充滿X氣體,膠頭滴管內(nèi)裝有少量Y液體,燒杯內(nèi)裝有足量Z液體,下列組合能進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)且最終液體一定能充滿整個(gè)燒瓶的是(

X氣體

Y試劑

Z試劑

A.

NO2

H2O

H2O

B.

CO2

H2O

H2O

C.

HCl

飽和食鹽水

D.

NO2 O2

H2O

H2O

A.AB.BC.CD.D

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(1)下列反應(yīng)屬于吸熱反應(yīng)的是_________________________

①鋁粉與氧化鐵粉末反應(yīng) ②酸堿中和反應(yīng) ③硝酸銨溶于水 ④碳酸鈣分解 H2Cl2中燃燒 ⑥灼熱的碳與CO2的反應(yīng) NH4Cl晶體與Ba(OH)28H2O混合攪拌

(2)25℃、101kPa的條件下,斷裂1mol H—H鍵吸收436 kJ能量,斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收243 kJ能量,形成1mol H—Cl鍵放出431 kJ能量。該條件下H2Cl2=2HCl反應(yīng)中的能量變化可用如圖表示:

現(xiàn)有1 mol H21 mol Cl225℃、101 kPa下完全反應(yīng)。請(qǐng)根據(jù)上述信息回答下列有關(guān)問(wèn)題:

①該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為_____________

②反應(yīng)物的總能量___________(”)生成物的總能量。

(3)直接排放含SO2的煙氣會(huì)形成酸雨,危害環(huán)境。工業(yè)上常采用催化還原法和堿吸收法處理SO2氣體。如圖所示:

1 mol CH4完全燃燒生成氣態(tài)水的能量變化和1 mol S(g)燃燒的能量變化。在催化劑作用下,CH4可以還原SO2生成單質(zhì)S(g)H2O(g)CO2,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________。

(4)幾種含硅元素的物質(zhì)之間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:

①寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:

B→A_________;

B→E_________。

②寫(xiě)出下列溶液中反應(yīng)的離子方程式:D→C_________。

(5)Mg6Si4O10(OH)8用氧化物的形式可表示為________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】亞硝酰氯(NOCl)是有機(jī)合成中的重要試劑,可由一氧化氮與氯氣在常溫常壓下合成。已知NOCl是一種紅褐色液體或黃色氣體,其熔點(diǎn)是-64.5℃,沸點(diǎn)是-5.5℃,遇水易水解;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)實(shí)驗(yàn)室制備原料氣NOCl2的裝置如下圖所示。

①實(shí)驗(yàn)室制NO時(shí),裝置A中燒瓶?jī)?nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

②實(shí)驗(yàn)室制Cl2時(shí),裝置B的作用是______________________。

(2)將上述收集到的Cl2充入集氣瓶中,按圖示裝置制備亞硝酰氯。

NOCl分子中各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則NOCl的電子式為_____________

②裝置D中的現(xiàn)象為_____________________________________________。

③裝置E中無(wú)水氯化鈣的作用為_______________________________

④某同學(xué)認(rèn)為裝置F不能吸收NO,為解決這一問(wèn)題,可將尾氣與某種氣體同時(shí)通入氫氧化鈉溶液中,這種氣體的化學(xué)式是______________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化合物M(如圖所示)可用于制備各種高性能防腐蝕涂料。WXY、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期主族元素,且占據(jù)三個(gè)不同周期,WZ的質(zhì)子數(shù)之和是X2倍。下列說(shuō)法不正確的是

A.原子半徑:Y>Z>X

B.X元素的族序數(shù)是Y元素的2

C.工業(yè)上電解熔融Y2X3化合物制備單質(zhì)Y

D.WX形成的所有化合物都只含極性共價(jià)鍵

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案