题目内容
锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β-锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.7 | 9.6 |
完全沉淀pH | 3.7 | 4.7 | 11 |
②Li2CO3在不同温度下的溶解度如下表:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 50 | 75 | 100 |
Li2CO3的溶解度/g | 1.539 | 1.406 | 1.329 | 1.181 | 0.866 | 0.728 |
请回答下列问题:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:________________________。
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_________________________________。
(3)写出反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式:______________________________________。
(4)反应Ⅳ生成Li2CO3沉淀,写出在实验室中得到Li2CO3沉淀的操作名称___________,洗涤所得Li2CO3沉淀要使用______________ (选填“热水”或“冷水”),你选择的理由是________________。
(5)电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是:__________________________。
(1)Li2O?Al2O3?4SiO2
(2)除去反应Ⅰ中过量的H2SO4;控制pH,使Fe 3+、A l 3+完全沉淀
(3)Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Ca 2++CO32-=CaCO3↓
(4)过滤 热水 Li2CO3在较高温度下溶解度小,用热水洗涤可减少Li2CO3的损耗
(5)加热蒸干LiCl溶液时,LiCl有少量水解生成LiOH,受热分解生成Li2O,电解时产生O2
解析试题分析:(1)硅酸盐既可以用盐的形式表示母液可以用氧化物的形式表示。在用氧化物形式表示时要符合质量守恒定律。且一般情况下,金属氧化物写在前面,非金属氧化物写在后面。LiAlSi2O6的氧化物的形式表示为Li2O?Al2O3?4SiO2 。(2)反应Ⅱ加入碳酸钙是为了除去反应Ⅰ中过量的H2SO4;控制pH,使Fe 3+、A l 3+完全沉淀。(3)根据框图中物质之间的转化关系可知反应Ⅲ中生成沉淀A的离子方程式为Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Ca 2++CO32-=CaCO3↓。(4)反应Ⅳ中由于Li2CO3溶解度小,所以生成Li2CO3沉淀,在实验室中从溶液中分离得到Li2CO3沉淀的操作是过滤。因为Li2CO3的溶解度随温度的升高而降低,所以洗涤所得Li2CO3沉淀要使用热水。(5)电解熔融氯化锂生产锂时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气是因为在加热蒸干LiCl溶液时,LiCl有少量发生水解反应生成LiOH,它受热分解生成Li2O,电解时产生O2。因此制取的氯气中常含有少量的O2。
考点:考查硅酸盐的氧化物形式的表示、离子方程式的书写、混合物的分离方法、及电解原理的知识。
如图所示,横坐标为溶液的pH值,纵坐标为Zn2+离子或Zn(OH)42—离子物质的量浓度的对数,回答下列问题。
(1)往ZnCl2溶液中加入足量的氢氧化钠溶液,反应的离子方程式可表示为:________。
(2)从图中数据计算可得Zn(OH)2的溶度积(Ksp)=________。
(3)某废液中含Zn2+离子,为提取Zn2+离子可以控制溶液中pH值的范围是________________________。
(4)已知:往ZnCl2溶液中加入硝酸铅或醋酸铅溶液可以制得PbCl2白色晶体;25℃时,PbCl2固体在盐酸中的溶解度如下:
c(HCl)/( mol·L-1) | 0.50 | 1.00 | 2.04 | 2.90 | 4.02 | 5.16 | 5.78 |
c(PbCl2)/( mol·L-1)×10-3 | 5.10 | 4.91 | 5.21 | 5.90 | 7.48 | 10.81 | 14.01 |
根据上表数据判断下列说法正确的是________(填字母序号)。
A.随着盐酸浓度的增大,PbCl2固体的溶解度先变小后又变大
B.PbCl2固体在0.50 mol·L-1盐酸中的溶解度小于在纯水中的溶解度
C.PbCl2能与浓盐酸反应生成一种难电离的阴离子(如配合离子)
D.PbCl2固体可溶于饱和食盐水
下表是不同温度下水的离子积的数据:
温度/℃ | 25 | t1 | t2 |
水的离子积 | 1×10-14 | a | 1×10-12 |
试回答以下问题:
(1)若25<t1<t2,则a________1×10-14(填“>”、“<”或“=”),做此判断的理由是_______________________________________________________。
(2)25 ℃时,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=________。
(3)在t2温度下测得某溶液pH=7,该溶液显________(填“酸”、“碱”或“中”)性,将此温度下pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合,若所得混合液pH=2,则a∶b=________。
现有0.175mol/L醋酸钠溶液500mL(已知醋酸的电离常数Ka=1.75x10)
(1)写出醋酸钠水解反应的化学方程式_____________________。
(2)下列图像能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是_____________________。
A.溶液中c (Na+)与反应时间t的关系 | B.CH3COO-的水解速率与反应时间t的关系 | C.溶液的PH与反应时间t的关系 | D.KW与反应时间t的关系 |
(3)在醋酸钠溶液中加入下列少量物质,水解平衡向正反应方向移动的有
A.冰醋酸 B.纯碱固体 C.醋酸钙固体 D.氯化铵固体
(4)在醋酸钠溶液中加入少量冰醋酸后,溶液中微粒浓度的关系式能成立的有
A.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Na+)
B.c(Na+)+c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)>c(Na+)
(5)欲配制0.175mol/L醋酸钠溶液500mL,可采用以下两种方案:
方案一:用托盘天平称取_______g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500mL溶液。
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为________的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。
(6)在室温下,0.175mol/L醋酸钠溶液的PH约为________(已知醋酸根的水解反应的平衡常数K=Kw/Ka(CH3COOH))。
水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。要保护好河流,河水是主要的饮用水源,污染物通过饮用水可直接毒害人体,也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。
请回答下列问题:
(1)纯水在100 ℃时,pH=6,该温度下1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的
c(OH-)=________ mol·L-1。
(2)25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解方程式为__________,由水电离出的c(OH-)=__________ mol·L-1。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如上图所示,则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。理由是__________________________________。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知:
化学式 | 电离常数(25 ℃) |
HCN | K=4.9×10-10 |
CH3COOH | K=1.8×10-5 |
H2CO3 | K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11 |
①25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三溶液的pH由大到小的顺序为____________________________。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为__________________
(5)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________ mol·L-1(填精确值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=________。
25 ℃时,有关物质的电离平衡常数如下:
化学式 | CH3COOH | H2CO3 | HClO |
电离平 衡常数 | K=1.8×10-5 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 | K=3.0×10-8 |
回答下列问题。
(1)物质的量浓度为0.1 mol·L-1的下列四种物质,pH由大到小的顺序是________(填编号)。
a.Na2CO3 b.NaClO
c.CH3COONa d.NaHCO3
(2)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列各量一定变小的是________(填编号)。
A.c(H+) B.c(CH3COO-)
C.c(H+)·c(OH-) D.
(3)体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中pH变化如图所示。则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数,理由是__________________;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中水电离出来的c(H+),理由是_________________________________________________________________。
(4)25 ℃时,若测得CH3COOH与CH3COONa的混合溶液的pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________(填精确数值)。
以粗氧化锌粉(含FeO、Fe2O3、ZnS等)制取活性ZnO的工艺如下:
步骤1:以H2SO4浸出粗氧化锌,同时加入H2O2;
步骤2:过滤,调节滤液的pH;
步骤3:过滤,向滤液中加NH4HCO3,得碱式碳酸锌沉淀;
步骤4:过滤、洗涤、煅烧,得产品。
已知:离子沉淀的pH见下表。
离子 | 开始沉淀pH | 沉淀完全pH |
Fe2+ | 7.6 | 9.6 |
Fe3+ | 2.7 | 3.7 |
Zn2+ | 5.4 | 8.0 |
(1)加入H2O2时能浸出硫化锌,同时生成淡黄色固体,写出其化学方程式 。
(2)步骤2中调节溶液pH的范围是 。
(3)取洗涤、干燥后的碱式碳酸锌68.2 g,充分灼烧后测得残留物质的质量为48.6 g,将所得气体通入足量澄清石灰水中,得沉淀20 g。计算碱式碳酸锌的组成(用化学式表示,写出计算过程)。