题目内容

【题目】碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域，以锂辉石（主要成分为LiAlSi2O6）为原材料制备Li2CO3的工艺流程如下：

已知①2LiAlSi2O6+H2SO4Li2SO4+Al2O34SiO2H2O

②Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、4.7、9.0和11.1

③某些物质的溶解度（S）如下表

请回答下列问题：

（1）锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是 。

（2）滤液a中含有Li+、SO42-，另含有Fe3+、Al3+、Fe2+、 Mg2+ 、Ca2+ 、Na+等杂质，步骤Ⅱ需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.0—6.5，此时沉淀的杂质离子有 ；石灰石调节溶液pH的原理的离子方程式为 。

（3）步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H2O2溶液，石灰乳和Na2CO3溶液，发生氧化还原反应的离子方程式为 。

（4）步骤Ⅲ中加入饱和Na2CO3溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是 。

（5）从滤液c中可回收的主要物质是 。

【答案】（1）增大锂辉石与硫酸的接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率（2分）

（2）Al3+、Fe3+（1分）；CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑（2分）

（3）2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O，（2分）

（4）Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失（2分）（5）Na2SO4（1分）

【解析】

试题分析：（1）锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒可以扩大与硫酸的接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。

（2）在搅拌下加入石灰石以调节溶液的pH到6.0～6.5，此时因为Fe3+、Al3+完全形成氢氧化物沉淀时，溶液的pH分别为3.2、4.7，其它的pH值都大于 6.0～6.5。故此时沉淀的杂质离子有Al3+、Fe3+ 。石灰石调节溶液pH的原理的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑。

（3）加入双氧水能把亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2+＋H2O2＋2H+=2Fe3+＋2H2O，其它的反应都是复分解反应。

（4）根据表格中碳酸锂的溶解度与温度的关系可知：Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li2CO3的损失。

（5）由于它们发生了复分解反应。所以从滤液c中可回收的主要物质是Na2SO4。

练习册系列答案
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对上述流程中的判断正确的是（ ）

①试剂X为稀硫酸，沉淀中含有硅的化合物

②反应 II 中生成Al（OH）3的反应为：CO2+AlO2-+2H2O═Al（OH）3↓+HCO3-

③结合质子（H+） 的能力由弱到强的顺序是OH-＞AlO2-＞CO32-

④Al2O3熔点很高，工业上还可采用电解熔融AlCl3冶炼Al

A． ①② B．②③ C．①④ D．③④

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C (s)+O2(g) =CO (g) △H=-b kJ·mol-1

Cu (s)+O2(g) =CuO (s) △H=-c kJ·mol-1

则方法I发生的反应：2CuO(s) +C(s) =Cu2O(s)+CO(g)；△H__________kJ·mol-1

（2）工业上很少用方法I制取Cu2O，是由于方法I反应条件不易控制，若控温不当，会降低Cu2O产率，请分析原因：__________________。

（3）方法II为加热条件下用液态肼(N2H4)逐原新制Cu (OH)2来制备纳米级Cu2O，同时放出N2，该制法的化学方程式为____________________。

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（5）在相同的密闭容器中，用以上两种方法制得的Cu2O分别进行催化分解水的实验：

2H2O(g) 2H2(g) + O2(g) △H>O，水蒸气的浓度(mol/L)随时间t(min)变化如下表所示

下列叙述正确的是_________（填字母代号）．

a．实验的温度：T2<T1

b．实验①前20min的平均反应速率v(O2)=7×10- 5mol/(L·min)

c．实验②比实验①所用的Cu2O催化效率高

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（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应温度为460℃。低于460℃时，丙烯腈的产率________________（填“是”或者“不是”）对应温度下的平衡

产率，判断理由是______________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是_____________（双选，填标号）

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