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    [化学一选修2:化学与技术](15分)已知:
①工业上用硫酸与-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等,最终制备金属锂。
②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂。用-锂辉矿与硫酸等物质制备金属锂的工业流程如下图:

请回答:
(1)沉淀Y的主要成分的化学式是____________。
(2)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其使用的原因____________
(3 )操作1涉及的实验方法是__________________。
(4 )写出用铝粉还原法制取金属锂的化学反应方程式。________________________
(5) LiCl溶液加热蒸干后,所得固体在熔融状态下电解制备锂。电解时产生的氯气中混有少量氧气,产生氧气的原因是__________________
(6) 目前电池通常使用金属锂的优点是__________________
(1) Li2CO3(2分)
(2) CaCO3的溶解度小于Li2CO3,加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;(2分)加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。(2分)
(3) 过滤 洗涤(2分)    (4)2Al+3Li2O6Li + Al2O3 (2分)
(5)LiCl溶液在加热蒸干过程中有部分LiOH生成,LiOH受热分解为Li2O,熔融的Li2O电解生成氧气。(3分) 
(6)锂的质量轻,负电位高、比能量高;锂电池为可充电绿色环保电池。(2分,其它合理答案也给分)
本题以工业制锂为载体考查了沉淀溶解平衡,水解、原电池和电解等相关原理
(1)硫酸锂和碳酸钠饱和溶液反应,生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,根据Y灼烧的产物是氧化锂可知, Y是碳酸锂。
(2)X是氢氧化镁和碳酸钙沉淀,由于CaCO3的溶解度小于Li2CO3,加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;而后来加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。
(3)从溶液中分离出固体的方法应是过滤,过滤后晶体必须洗涤。
(4)在加热的条件下,铝可以发生铝热反应,方程式为2Al+3Li2O6Li + Al2O3
(5)混有O2的原因必须从反应物特征入手寻找,由于加热蒸干LiCl溶液可获得固体,但是由于LiCl受热易水解成LiOH,LiOH受热分解产生的Li2O电解时会产生O2
(6)锂的质量轻,负电位高、比能量高,且锂电池为可充电绿色环保电池。
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

对于可逆反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)(正反应为放热反应),下列说法中正确的是(  )。
A.达到平衡后加入N2,当重新达到平衡时,NH3的浓度比原平衡的大,H2的浓度比原平衡也大
B.达到平衡后,升高温度,既加快了正、逆反应的速率,又提高了NH3的产率
C.达到平衡后,缩小容器的体积,既有利于加快正、逆反应速率,又有利于提高氢气的转化率
D.加入催化剂可以缩短达到平衡的时间,是因为正反应速率增大了,逆反应速率减小

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

氨是一种重要的化工原料,氨的合成和应用是当前的重要研究内容之一。
(1)传统哈伯法合成氨工艺中相关的反应式为: 
①该反应的平衡常数K的表达式为:K=_________。升高温度,K值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②不同温度、压强下,合成氨平衡体系中NH3的物质的量分数见下表(N2和H2的起始物质的量之比为1:3)。分析表中数据,__________(填温度和压强)时H2转化率最高,实际工业生产不选用该条件的主要原因是________________。

③下列关于合成氨说法正确是___________(填字母)
A. 使用催化剂可以提高氮气的转化率
B. 寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C. 由于△H<0、△S>0,故合成氨反应一定能自发进行
(2)最近美国Simons等科学家发明了不必使氨先裂化为氢就可直接用于燃料电池的方法。它既有液氢燃料电池的优点,又克服了液氢不易保存的不足。其装置为用铂黑作为电极,加入电解质溶液中,一个电极通人空气,另一电极通入氨气。其电池反应为
你认为电解质溶液应显______性(填“酸性”、“中性”、“碱性”),写出负极电极反应式________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)工业上合成氨是在一定条件下进行如下反应:N2(g) + 3H2(g) ≒ 2NH3(g),其部分工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)  已知: N2(g) + O2(g)  2NO(g)  ΔH+180.5kJ/mol 
4NH3(g) + 5O2(g)  4NO(g) + 6H2O(g) ΔH?905kJ/mol
2H2(g) + O2(g)  2H2O(g)  ΔH?483.6kJ/mol
则N2(g) + 3H2(g) ≒ 2NH3(g) ΔH________________。
(2)  如果工业上,在一定温度下,将1.5 mol N2气体和6 mol H2气体通入到体积为1升的密闭容器中。当反应达到平衡时,容器内气体的压强为起始时的80%,则其平衡常数为_______。改变下列条件,能使平衡向正反应方向进行且平衡常数不变的是__________。
①增大压强                  ②增大反应物的浓度           ③使用催化剂        ④降低温度
(3)  合成氨反应的平衡常数很小,所以在工业上采取气体循环的流程。即反应后通过降低混合气体的温度而使氨气分离出来。这种分离物质的方法其原理类似于下列方法中的________(填编号),其理由是__________。
①过滤    ②蒸馏    ③渗析   ④萃取
(4)  可以用氯气来检验输送氨气的管道是否漏气,如果漏气则会有白烟(成分为氯化铵)生成,该反应的化学方程式为__________。
(5)  假如该厂生产氨水的物质的量浓度为20 mol/L,实验室若需用80 mL浓度为5 mol/L的氨水时,需取20 mol/L的氨水__________mL(用100 mL的容量瓶)。假如该氨水的,加入相同体积的盐酸时,溶液呈中性,则此盐酸的pH__________(填“大于”、“小于”或“等于”)。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:实验题

[化学——选修化学与技术](15分)
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一。
(1)工业上制硫酸主要分为_________、________、_________三个阶段。
(2)下列是第二阶段反应的有关实验数据,请选择最合适的生产条件____________。

(3)现在欲提高反应速率和SO2的转化率,下列措施可行的是(   )
A.向装置中通入氮气且保持体积不变
B.向装置中通入氧气且保持体积不变
C.添加更多的催化剂
D.降低温度,及时转移SO3
(4)硫酸生产的尾气中含有少量SO2,可有石灰水吸收后,再用硫酸处理。此过程涉及的化学反应方程式为__________________,______________。
(5)若进入第二阶段所用设备中气体的体积分数为:SO27%、O211%、N282%。现有100体积这样的混合气体在反应后变成96.7体积,则反应后混合气体中N2和SO3的体积比为___________,此时SO2转化率为__________。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(本题共12分)
硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质,以此为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:

根据题意回答:
1.实验中需用0.8mol/L的硫酸800 mL,若用98%的浓硫酸(ρ=" 1.84" g/mL)来配制,量取浓硫酸时,需使用的量筒的规格为       
A.10 mLB.20 mLC.50 mLD.100 mL
2.加入的NaClO可与Mn2+反应:Mn2+ + ClO- + H2O → MnO2↓ + 2H+ + Cl-,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为                                  
3.滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3外,还有                            
4.在“除钙”前,需检验滤液中Fe3+是否被除尽,简述检验方法                   
5.已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃)
40
50
60
70
MgSO4
30.9
33.4
35.6
36.9
CaSO4
0.210
0.207
0.201
0.193
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明操作步骤                                    。“操作I”是将滤液继续蒸发浓缩,冷却结晶,          ,便得到了MgSO4·7H2O。
6.实验中提供的硼镁泥共100 g,得到的MgSO4·7H2O为172.2 g,则MgSO4·7H2O的产率为       

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(4分)农业生产中常用的化肥有氮肥、______、钾肥及______。常见的染发剂有______、无机染发剂和______等三大类。

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科目:高中化学 来源:不详 题型:填空题

(14分)工业生产纯碱的工艺流程示意图如下:

完成下列填空:
(1)粗盐水加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),实验室提纯粗盐的实验操作依次为:取样、溶解、沉淀、    、蒸发、冷却结晶、    、烘干。
(2)工业生产纯碱工艺流程中,碳酸化时产生的现象是             
碳酸化时没有析出碳酸钠晶体,其原因是              
(3)碳酸化后过滤,滤液D最主要的成分是              (填写化学式),检验这一成分的阴离子的具体方法是:             
(4)氨碱法流程中氨是循环使用的,为此,滤液D加入石灰乳产生氨。加石灰水后所发生的反应的离子方程式为:                        
(5)产品纯碱中含有碳酸氢钠。取a克产品用加热分解的方法测定纯碱中碳酸氢钠的质量分数,充分加热并在干燥器中冷却得b克固体。 纯碱中碳酸氢钠的质量分数可表示为:              

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科目:高中化学 来源:不详 题型:单选题

以下物质的工业制备所用主要原料(括号内物质)不符合事实的是
A.碘(海带)B.氢氧化钠(食盐水)
C.乙烯(乙醇)D.铁(铁矿石)

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同步练习册答案
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