题目内容
【题目】以含锂电解铝废渣(主要成分为LiF、AlF3、NaF，少量CaO等)为原料，生产碳酸锂的工艺流程如下：(已知：常温下，LiOH可溶于水，Li2CO3微溶于水)
(1)含锂电解铝废渣与浓硫酸在200～400 ℃条件下反应2 h，加水浸取后过滤，得到的滤渣主要成分是________(填化学式)。
(2)流程中浸取后的过滤操作需要趁热在恒温装置中进行，否则会导致Li2SO4的收率下降，原因是________。(已知部分物质的溶解度数据见下表)
温度/℃ | Li2SO4/g | Al2(SO4)3/g | Na2SO4/g |
0 | 36.1 | 31.2 | 4.9 |
10 | 35.4 | 33.5 | 9.1 |
20 | 34.8 | 36.5 | 19.5 |
30 | 34.3 | 40.4 | 40.8 |
40 | 33.9 | 45.7 | 48.8 |
(3)40℃下进行碱解反应，得到粗碳酸锂与氢氧化铝的混合滤渣，生成氢氧化铝的离子方程式为________。
(4)苛化过程中加入的氧化钙将不溶性的碳酸锂转化成氢氧化锂溶液。若氧化钙过量，则可能会造成________。
(5)碳化反应中，CO2的吸收采用了气、液逆流的方式，这样做的优点是________。整个工艺流程中可以循环利用的物质有________。
【答案】CaSO4 若未恒温趁热过滤，则过滤时溶液温度下降，硫酸钠结晶析出时，夹裹了部分的硫酸锂共沉淀 2Al3＋＋3CO32-＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑ 碳酸锂产品的钙离子含量相对升高(或使得氢氧化铝溶解进入溶液，导致最终产品的纯度下降) 可增大接触面积，提高碳化效率 CO2
【解析】
含锂电解铝废渣主要成分为LiF、AlF3、NaF，少量CaO等，加入浓硫酸生成的气体为HF，加水浸取，硫酸钙微溶，所以浸取后过滤分离出滤渣为CaSO4，滤液中主要金属阳离子有Li+、Al3+、Na+；滤液中加碳酸钠发生2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑、2Li++CO32-=Li2CO3↓，气体为二氧化碳，过滤分离，滤液主要含硫酸钠，滤渣为Al(OH)3、Li2CO3，再加CaO、水苛化将不溶性的碳酸锂转化成氢氧化锂溶液，过滤分离得到LiOH溶液，碳化时LiOH与二氧化碳反应生成Li2CO3，以此来解答。
(1)根据分析，得到的滤渣主要成分是微溶于水的CaSO4；
(2)根据表格数据可知温度较低时，硫酸钠的溶解度较小，若未恒温趁热过滤，则过滤时溶液温度下降，硫酸钠结晶析出时，夹裹了部分的硫酸锂共沉淀，导致硫酸锂收率下降；
(3)铝离子水解显酸性，碳酸根水解显碱性，二者可以彻底双水解得到氢氧化铝沉淀和二氧化碳，方程式为2Al3＋＋3CO32-＋3H2O=2Al(OH)3↓＋3CO2↑；
(4)氧化钙可以和水反应生成Ca(OH)2，氢氧化钙和二氧化碳反应会生成碳酸钙沉淀，若氧化钙过量，则可能会造成碳酸锂产品的钙离子含量相对升高；且溶液碱性过强会使氢氧化铝沉淀溶解，导致最终产品的纯度下降；
(5)气、液逆流的方式可增大接触面积，提高碳化效率；根据分析可知整个工艺流程中可以循环利用的物质是CO2。
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【题目】按要求回答下列问题：
Ⅰ.(1)将NaHSO4溶液滴入到Ba(OH)2溶液中至中性的离子方程式：_______
(2)将5-6滴饱和氯化铁溶液滴入到25mL沸水中，继续加热，得红褐色液体。写出反应的离子方程式：______________
(3)在Fe(NO3)3溶液中加入Na2SO3溶液，溶液先由棕黄色变为浅绿色，过一会又变为棕黄色。又变为棕黄色的原因是____________(用离子方程式表示)。
(4)向Na2S2O3 中加入稀硫酸反应的离子方程式______________。
Ⅱ.金属铬(Cr)的英文是Chromium，原意是颜色，因为它的化合物都有美丽的颜色。如表是几种常见铬的化合物或离子的水溶液的颜色：
离子或化合物 | Cr2O | Cr(OH)3 | Cr3+ | CrO2－ | CrO |
颜色 | 橙色 | 灰蓝色 | 蓝紫色 | 绿色 | 黄色 |
含铬元素的化合物可以发生如图一系列变化：
①写出反应④的离子方程式：___________________。
②结合上述转化图及所学知识，请分析向NaCrO2溶液中逐滴加入过量稀硫酸的现象为_______。
Ⅲ.二氧化硫是常见大气污染气体，二氧化硫尾气处理的方法之一是采用钠一钙联合处理法。
第一步：用NaOH溶液吸收SO2：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
第二步：将所得的Na2SO3溶液与生石灰反应Na2SO3+CaO+H2O=CaSO3↓+2NaOH
若在第一步吸收SO2后得到的NaOH和Na2SO3混合溶液中，加入少许溴水，振荡后溶液变为无色，生成Na2SO4和NaBr。写出发生反应的离子方程式____________
【题目】中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如下图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如下表所示。
化学键 | H2O中H—O键 | O2中O＝O 键 | H2中H—H键 | H2O2中O—O键 | H2O2中O—H键 |
键能kJ/mol | 463 | 496 | 436 | 138 | 463 |
若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是
A. 总反应为2H2O
2H2↑+O2↑
B. 过程I吸收了926 kJ能量
C. 过程II放出了574 kJ能量
D. 过程Ⅲ属于放热反应
