Question

锂在原子能工业中占有十分独特的地位，被誉为“高能金属”．它推动着能源工业，尤其是电池技术的发展，无愧于“能源金属”和“推动世界前进的金属”的称号．
Ⅰ．探究金属锂的制备
工业上用硫酸与β-锂辉矿（LiAlSi₂0₆和少量钙镁杂质）在250～300℃反应，生成Li₂SO₄以及硅铝化合物、MgSO₄等，请回答下列问题：

（1）LiAlSi₂0₆的组成用氧化物的形式表示为

 

；
（2）沉淀X的主要成分是（写化学式）

 

；
（3）锂和氢气在加热时能反应生成白色固体氢化锂，氢化锂遇到水就立即溶解并释放出大量的气体．试写出氢化锂遇水反应的化学方程式：

 

；
（4）将盐酸与Li₂CO₃，完全反应后的溶液，加热蒸干得到固体，再将其熔融电解生产锂．电解时产生的氯气中会混有少量氧气，原因是

 

．
Ⅱ探究金属锂的应用
（5）Li-SOCl₂电池可用于心脏起搏器．该电池的电极材料分别为锂和碳，电解液是LiAlCl₄-SOCl₂电池的总反应为：4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂↑．请回答下列问题：
①电池的正极上发生的电极反应为

 

；
（6）实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成．如果把少量水滴到SOCl₂中，实验现象是出现白雾，有刺激性气味的气体生成，反应的化学方程式为

 

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Answer 1

分析：（1）将硅酸盐写成二氧化硅和其它氧化物形式，照例而行，保证原子总数，化合价不变，按化合价分别写化学式，如有多个原子，在前面加上系数，使之成为倍数；
（2）溶液中含有钙离子、镁离子；
（3）氢化锂遇到水就立即溶解并释放出大量的气体，分析判断为氢气，依据氧化还原反应的实质分析书写；
（4）LiCl溶液加热蒸干，LiCl水解生成的LiOH，受热分解产生Li₂O，电解Li₂O的熔融物得到氧气；
（5）①正极发生还原反应，电极方程式为：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂；
（6）SOCl₂与水反应生成SO₂和HCl．

解答：解：（1）LiAlSi₂O₆可表示为：Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂，
故答案为：Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂；
（2）MgSO₄能与氢氧化钙反应生成Mg（OH）₂沉淀；氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，所以沉淀X的主要成份的化学式是CaCO₃和Mg（OH）₂，
故答案为：CaCO₃、Mg（OH）₂；
（3）锂和氢气在加热时能反应生成白色固体氢化锂，氢化锂遇到水就立即溶解并释放出大量的气体，是氢化锂和水反应生成氢气和氢氧化锂，
反应的化学方程式为：LiH+H₂O═LiOH+H₂↑，
故答案为：LiH+H₂O═LiOH+H₂↑；
（4）LiCl溶液加热蒸干，LiCl水解生成LiOH，受热分解产生Li₂O，实际上电解的是LiCl和Li₂O的熔融混合物，
故答案为：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解产成Li₂O，电解时产生O₂；
（5）SOCl₂为氧化剂，正极发生还原反应，电极方程式为：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂，
故答案为：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+SO₂+S；
（6）实验室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成，可知SOCl₂与水反应生成SO₂和HCl，反应的方程式为SOCl₂+H₂O═SO₂↑+2HCl↑，生成气体具有刺激性并形成酸雾，
故答案为：SOCl₂+H₂O═SO₂↑+2HCl↑．

点评：本题考查金属的冶炼、电解原理、氧化物的写法等，难度中等，注意氧化物的书写方法：将硅酸盐写成二氧化硅和其它氧化物形式，照例而行，保证原子总数，化合价不变，按化合价分别写化学式，如有多个原子，在前面加上系数，使之成为倍数．