碳酸锂广泛应用与陶瓷和医药等领域.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+H2SO4(浓) Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓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11.1③某些物质的溶解度(S)如右表请回答下列问题:(1)锂辉石用浓� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

碳酸锂广泛应用与陶瓷和医药等领域，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＋H₂SO₄(浓) Li₂SO₄＋Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓
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）如右表
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⁺、SO₄^2-,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                            。
（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，发生反应的离子方程式有                                                             。
（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                                                     。

（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⁺（2分）（3）2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺＝2Fe³⁺＋2H₂O，3Ca(OH)₂＋2Fe³⁺＝3Ca²⁺＋2Fe(OH)₃↓；
Ca(OH)₂＋Mg²⁺＝Ca²⁺＋Mg(OH)₂↓；Ca²⁺＋CO₃^2-＝CaCO₃↓ （4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（2分）

解析试题分析：（1）增大反应物的接触面积，可以加快反应速率。所以将锂辉石碎成细颗粒的目的是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）由于Fe³⁺、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，所以如果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Fe³⁺、Al³⁺。
（3）由于亚铁离子的沉淀pH较大，所以必须利用氧化剂将亚铁离子氧化生成铁离子，以及便于除去。双氧水具有强氧化性，能氧化亚铁离子，反应的离子方程式为2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺＝2Fe³⁺＋2H₂O。石灰乳和Na₂CO₃溶液能分别与铁离子、镁离子以及该离子结合形成沉淀而除去，反应的离子方程式分别是3Ca(OH)₂＋2Fe³⁺＝3Ca²⁺＋2Fe(OH)₃↓、Ca(OH)₂＋Mg²⁺＝Ca²⁺＋Mg(OH)₂↓Ca²⁺＋CO₃^2-＝CaCO₃↓。
（4）根据溶解度表可知，碳酸锂的溶解度随温度的升高而降低，因此用热水洗涤可减少Li₂CO₃的损失。
（5）根据转化图可知，在生成碳酸锂的同时，还有硫酸钠生成，所以从滤液c中可回收的主要物质是Na₂SO₄。
考点：考查碳酸锂制备流程图的有关判断、分析以及实验设计与评价等

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锌锰废电池经处理后，生产并回收硫酸锌及碳酸锰，其中生产工业级碳酸锰工艺如下：

试回答下列问题：
(1)锰在元素周期表中位于第________周期，第________族。
(2)步骤1和步骤2是将MnO₂转化为MnO并溶于硫酸，其中步骤2中的氢气，是另一个流程产生的副产品，请写出产生氢气的反应方程式__________________________。
(3)步骤3和步骤4都是除杂质。
①X是一种“绿色”氧化剂，则X是________(填化学式)。
②步骤3是除去杂质Fe²^＋。请用文字和必要的方程式简述除去Fe²^＋的方法(已知三种离子沉淀的pH范围为Fe³^＋：2.7～3.7，Mn²^＋：8.6～10.1，Fe²^＋：7.6～9.6)_________________________________________________________。
③步骤4中主要反应方程式为：MeSO₄＋BaS=MeS↓＋BaSO₄↓(Me主要为Pb、Cd、Hg等)，则其除去杂质的原理是_________________________________________________。
(4)已知进行步骤5的操作时，溶液3(主要成分为MnSO₄)会产生大量无色无味的气泡，则步骤5反应的化学方程式为_______________________________________。

丙酸的结构为CH₃—CH₂—COOH,丙酸盐是安全有效的防霉、防腐剂,一种以碱式碳酸锌为原料的生产工艺流程如下:

序号	n(丙酸)∶ n(碱式碳酸锌)	反应温度/℃	丙酸锌产率/%
1	1∶0.25	60	67.2
2	1∶0.25	80	83.5
3	1∶0.25	100	81.4
4	1∶0.31	60	89.2
5	1∶0.31	80	90.1
6	1∶0.31	100	88.8

(1)探究本实验中最佳工艺条件(见上表):反应时间2 h,用水量45 g,n(丙酸)∶n(碱式碳酸锌)=1∶

,反应温度　　　　℃。
(2)本工艺采用“闭路循环”方式,除具有制备工艺简便、产率高外,还具有　　　　　　　　　　　　　　　　　的优点。
(3)某次实验时,将37.0 g丙酸溶于220 mL水中,按上述流程在上述优化的条件下制备,最终得丙酸锌49.6 g,则该次实验丙酸锌的产率为　　　　(写出计算过程)。

丙酸的结构为CH₃—CH₂—COOH,丙酸盐是安全有效的防霉、防腐剂,一种以碱式碳酸锌为原料的生产工艺流程如下:

序号	n(丙酸)∶ n(碱式碳酸锌)	反应温度/℃	丙酸锌产率/%
1	1∶0.25	60	67.2
2	1∶0.25	80	83.5
3	1∶0.25	100	81.4
4	1∶0.31	60	89.2
5	1∶0.31	80	90.1
6	1∶0.31	100	88.8

(1)探究本实验中最佳工艺条件(见上表):反应时间2 h,用水量45 g,n(丙酸)∶n(碱式碳酸锌)=1∶

,反应温度　　　　℃。
(2)本工艺采用“闭路循环”方式,除具有制备工艺简便、产率高外,还具有　　　　　　　　　的优点。
(3)某次实验时,将37.0 g丙酸溶于220 mL水中,按上述流程在上述优化的条件下制备,最终得丙酸锌49.6 g,则该次实验丙酸锌的产率为　　　　(写出计算过程)。

以白云石（化学式表示为MgCO₃·CaCO₃）为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：

（1）根据流程图判断白云石“轻烧”后固体产物的主要成份 _____ 。则“轻烧”温度应不超过 _____ 。
（2）流程图中“加热反应”的化学方程式为 _     _________________________ 。
（3）沉淀过程溶液的pH=9.5，此时溶液中c(Mg²⁺)= _______ （已知Ksp[Mg(OH)₂]=5.61×10^-12）。
（4）该工艺中可以循环使用的物质是     、     （填化学式）。
（5）传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取，该工艺采用轻烧白云石的方法，其优点是                  、                        。

二氧化钛广泛应用于各类结构表面涂料、纸张涂层等，二氧化钛还可作为制备钛单质的原料。
Ⅰ．二氧化钛可由以下两种方法制备：
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（1）① TiCl₄水解生成TiO₂·x H₂O的化学方程式为_______________________________；
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（2）Fe₂O₃与H₂SO₄反应的离子方程式是                            。
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（4）加Fe的作用是                               。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
（5）TiO₂制取单质Ti，涉及到的步骤如下：

反应②的方程式是        ，该反应需要在Ar气氛中进行，请解释原因：_____________。

分子筛具有均匀的微孔结构，分子筛筛分作用见下图。由于分子筛具有吸附能力高，热稳定性强等其它吸附剂所没有的优点，使得分子筛获得广泛的应用。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下：

在加NH₃·H₂O调节pH的过程中，若pH控制不当会有Al(OH)₃生成，假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗，钠原子的利用率为10％。
（1）分子筛的孔道直径为4A(1 A=10^-10m)称为4A型分子筛，当Na⁺被Ca²⁺取代时就制得5A型分子筛，当Na⁺被K⁺取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65A)和异丁烷(分子直径为5.6A)应该选用          型分子筛。
（2）A1₂(SO₄)₃溶液与Na₂SiO₃溶液反应生成胶体的离子方程式为
（3）该生产流程中所得滤液里含有的离子除H⁺、OH^-外，主要为                       ；检验其中金属阳离子的操作方法是
（4）加NH₃·H₂O调节pH后，加热到90℃并趁热过滤的原因可能是
（5）该生产流程中所得分子筛的化学式为

磷酸亚铁锂LiFePO₄是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl（SiO₃）₂（含少量Ca²⁺、Mg²⁺的盐）、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下：

已知：2LiAl（SiO₃）₂ + H₂SO₄(浓) Li₂SO₄ + Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓

温度/℃	20	40	60	80
溶解度(Li₂CO₃)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
溶解度(Li₂SO₄)/g	34.2	32.8	31.9	30.7

（1）从滤渣Ⅰ中可分离出Al₂O₃，如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式。

（2）滤渣Ⅱ的主要成分是：            （填化学式）。
（3）向滤液Ⅱ中加入饱和Na₂CO₃溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是
                                                                 。
（4）写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式                        。
（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO₄+Li

LiFePO₄，电池中的固体电解质可传导Li^＋。试写出该电池放电时的正极反应：。若用该电池电解饱和食盐水（电解池电极均为惰性电极），当电解池两极共有4480mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为。

(1)1791年，法国医生路布兰首先获得制碱专利，以食盐、浓硫酸、石灰石、煤为原料制碱，该方法分三步：
①用NaCl与H₂SO₄反应制Na₂SO₄；2NaCl＋H₂SO₄ Na₂SO₄＋2HCl↑
②用焦炭还原Na₂SO₄制Na₂S；Na₂SO₄＋4CNa₂S＋4CO↑
③用硫化钠与石灰石反应制Na₂CO₃；Na₂S＋CaCO₃Na₂CO₃＋CaS
(2)下列说法正确的是 (　　)。

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