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 .(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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

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)。

（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

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四氯化钛(TiCl₄)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO₃)制备TiCl₄等产品的一种工艺流程示意图如下：

(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
Fe+2Fe³⁺=3Fe²⁺
2TiO²⁺(无色)+Fe+4H⁺=2Ti³⁺(紫色)+Fe²⁺+2H₂O
Ti³⁺(紫色)+Fe³⁺+H₂O=TiO²⁺(无色)+Fe²⁺+2H⁺
加入铁屑的作用是                            。
(2)在②→ ③工艺过程中需要控制条件以形成TiO₂·nH₂O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在              范围。
(3)若把③中制得的固体TiO₂·nH₂O用酸清洗除去其中的杂质，还可制得钛白粉。已知25℃时，K_sp［Fe(OH)₃］=2.79×10^-39，该温度下反应Fe(OH)₃+3H⁺Fe³⁺+3H₂O的平衡常数K=                    。
(4)已知：TiO₂(s)+2Cl₂(g)=TiCl₄(l)+O₂(g)
ΔH="+140" kJ·mol^－1
2C(s)+O₂(g)=2CO(g)     ΔH＝－221 kJ·mol^－1
写出④中TiO₂和焦炭、氯气反应生成液态TiCl₄和CO气体的热化学方程式：       。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是            (只要求写出一项 )。
(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl₄杂质的TiCl₄，可采用_______方法。

元素锶（Sr）位于周期表第5周期第IIA族。碳酸锶（SrCO₃）被广泛用于彩色电视机的阴极射线管。以天青石（主要成分为SrSO₄，含不溶性杂质）为原料制取高纯碳酸锶的“煅烧浸取法”部分工艺流程示意如下。

（1）写出与元素锶同族第3周期元素的原子结构示意图：         。
（2）隔绝空气高温焙烧中，若0.5mol SrSO₄中只有S被还原，转移了4mol电子。写出该反应的化学方程式：                 。
（3）制取高纯碳酸锶过程中，常用乙醇胺（HOCH₂CH₂NH₂）作为CO₂吸收剂。乙醇胺水溶液显弱碱性（与NH₃溶于水原理相似），原因是         （用离子方程式表示）。
（4）该流程中过滤2之后还有除杂等多步操作，其中最后两步是           。
（5）“低温湿法”是一种制取碳酸锶的方法：将天青石粉末与碳酸钠溶液混合，70^oC下加热1～2h后，经一系列操作，得到碳酸锶。主要反应为：
SrSO₄（s）+CO（aq）     SrCO₃（s）+SO（aq）
[已知：70^oC时，K_sp（SrSO₄）=3．3×10^－7，K_sq（SrCO₃）=1．1×10^－10]
上述反应的平衡常数K=                。
（6）通过“低温湿法”得到的碳酸锶纯度较低，可能的原因是               （写一种）。

高铁酸钾(K₂Fe0₄)是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂，其生产工艺如下：

已知：2Fe(NO₃)₃+3KClO+10KOH=2K₂FeO₄+6KNO₃+3KCl+5H₂O
回答下列问题_：
（1）将Cl₂通入KOH溶液中发生反应的离子方程式是____________。
（2）写出工业上制取Cl₂的化学方程式____________。
（3）在“反应液I”中加入KOH固体的目的是____________。
（4）K₂FeO₄可作为新型多功能水处理剂的原因是____________。
（5）配制KOH溶液时，将61.6g KOH固体溶解在100 mL水中，所得溶液的密度为1.47 g ? mL^-¹，则该溶液的物质的量浓度为____________。
（6）从“反应液II”中分离出K₂Fe0₄后，副产品是___________ (写化学式）。
（7）该工艺每得到1.98kgK₂FeO₄，理论上消耗Cl₂的物质的量为______mol。

某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO₂，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：
① 缓慢向烧瓶中（见图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：

SO₂+ H₂O = H₂SO₃
MnO₂+ H₂SO₃ = MnSO₄+ H₂O
（铁浸出后，过量的SO₂会将Fe³⁺还原为Fe²⁺）
② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO₂粉末。
③ 再用Na₂CO₃溶液调节pH为3.5左右，过滤。
④ 调节滤液pH为6.5～7.2 ，加入NH₄HCO₃，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。
回答：
（1）“浸锰”反应中往往有副产物MnS₂O₆的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS₂O₆的生成，“浸锰”的适宜温度是。

（2）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是。②中加入一定量纯MnO₂粉末的主要作用是，相应反应的离子方程式为。
表1：生成相应氢氧化物的pH