Question

金属锂是原子能工业和新能源工业中的重要物质。工业上常用β—辉锂矿(主要成分是LiAlSi₂O₆，含有少量钙、镁杂质)制备金属锂，其生产流程如下：

已知Li₂CO₃微溶于水。请回答下列问题：

（1）写出LiAlSi₂O₆与硫酸反应的化学方程式_______________________。

（2）沉淀B的主要成分是_____________(写化学式)。

（3）蒸发浓缩Li₂SO₄溶液时，需要使用的硅酸盐质仪器有蒸发皿、_________和_________。

（4）上述生产流程中蒸发浓缩Li₂SO₄溶液的目的是____________________。

（5）金属锂用于锂电池时，常用FeF₃作其正极的活性物质，FeF₃常用FeCl₃与40%HF溶液反应制备。在制备过程中需要选用特制聚四氟乙烯材料的容器进行反应，而不是用普通的玻璃仪器或陶瓷仪器，其原因是_________________________________(用化学反应方程式表示)。

（6）金属锂可用于储存氢气，其原理是：①2Li＋H₂＝2LiH，②LiH＋H₂O＝LiOH＋H₂↑。若已知LiH的密度为0.82g·cm^-3，用金属锂吸收224L H₂（标准状况）恰好完全反应，则生成的LiH的体积与被吸收的氢气的体积之比为1: ______(精确到整数)。

 

Answer 1

【答案】

（1） 2LiAlSi₂O₆＋4H₂SO₄＝Li₂SO₄＋Al₂(SO₄) ₃＋4H₂SiO₃↓(2分)。

(2) Al(OH)₃和CaCO₃ (2分)   (3)酒精灯(1分)  玻璃棒(1分)。

(4)碳酸锂微溶于水，蒸发浓缩的目的是增大溶液中锂离子浓度，使锂离子浓度与碳酸根离子浓度之积大于Ksp(Li₂CO₃)，以便产生碳酸锂沉淀。(3分)

(5)SiO₂＋4HF＝SiF₄↑＋2H₂O(2分)。(6) 1148(2分)。

【解析】

试题分析：β—辉锂矿溶于硫酸生成硫酸锂、硫酸铝、和硅酸沉淀，过滤除去硅酸，滤液中加入Ca(OH)₂和Na₂CO₃后生成CaCO₃和Al(OH)₃就是沉淀B，过滤，得到硫酸锂溶液，蒸发浓缩后，加入Na₂CO₃得到Li₂CO₃沉淀，加盐酸得到LiCl，电解得锂。（6）吸收氢气10摩尔，生成LiH20摩尔，质量是160克，体积是毫升，氢气体积22400毫升，体积比为1:1148

考点：考查化工流程，基本实验操作、化学方程式书写，物质的量计算