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: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)3Al(OH)3Mg(OH)2开始沉淀pH2.73.79.6完全沉淀pH3. 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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：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

请回答下列问题：
（1）写出反应Ⅰ中有电子转移的化学方程式_________________________；
（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_______________；
（3）有同学认为在反应Ⅲ中只需加入碳酸钠溶液也能达成该步骤的目的，请阐述你的观点和理由 ____________；
（4）上述流程蒸发浓缩环节，若在实验室进行该操作，当蒸发浓缩至________出现时，就可停止该操作。
（5）Li与Mg、Be与Al、B与Si这三对元素在周期表中处于对角线位置，相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。步骤③中电解时，阳极产生的氯气中会混有少量氧气，原因是___________。
（6）请设计一种从水洗后的矿泥中分离出Al₂O₃的流程：
（流程常用的表示方式为：

）

（1）2FeO+4H₂SO₄(浓)Fe₂(SO₄)₃+SO₂↑+4H₂O
（2）除去反应Ⅰ中过量的H₂SO₄；控制pH，使Fe³^＋、Al³^＋完全沉淀
（3）不能，镁离子不能完全除去。
（4）晶体膜
（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.
（6）
或

解析试题分析：
（1）浓硫酸有氧化性，FeO有还原性，二者在加热时会发生氧化还原反应。根据质量守恒定律和电子守恒可得该反应的方程式为：2FeO+4H₂SO₄(浓) Fe₂(SO₄)₃+SO₂↑+4H₂O。
（2）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是除去反应Ⅰ中过量的剩余的H₂SO₄；调节溶液的pH，同时使Fe³^＋、Al³^＋完全转化为沉淀而除去。
（3）在反应Ⅲ中只需加入碳酸钠溶液，因为其碱性是盐水解产生的，碱性不如NaOH强，而且MgCO₃的溶解度比Mg(OH)₂大，不能很好的把Mg²⁺沉淀出去。因此不能达成该步骤的目的。
（4）加热蒸发时，只要看到大量固体析出或者仅余少量液体时，停止加热，利用余热把固体蒸干。
（5）步骤③中电解时，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产生了LiOH混在LiCl中。LiOH受热分解生成Li₂O，电解时产生了O₂。
（6）水洗后的矿泥中含有Fe₂O₃、Al₂O₃、SiO₂.可以先加盐酸把Fe₂O₃、Al₂O₃溶解变为FeCl₃、AlCl₃，除去难溶的SiO₂.然后向溶液中加入过量的NaOH溶液，发生反应：FeCl₃+3NaOH=Fe(OH)₃↓+3NaCl。AlCl₃+4NaOH=NaAlO₂+3NaCl+2H₂O。把Fe(OH)₃沉淀过滤除去，然后向滤液中通入过量的CO₂气体，发生反应NaAlO₂+ CO₂+2H₂O= Al(OH)₃↓+NaHCO₃.把Al(OH)₃沉淀过滤出来洗涤干净，然后灼烧既得Al₂O₃。另一种方法是把矿泥用NaOH溶液处理，可以得到NaAlO₂和Na₂SiO₃溶液，而Fe₂O₃不溶，过滤除去。然后向滤液中加入过量的盐酸发生反应NaAlO₂+4HCl= AlCl₃+NaCl+2H₂O。Na₂SiO₃+2HCl=H₂SiO₃↓+2NaCl。把硅酸沉淀过滤除去，再向滤液中通入过量的氨气，发生反应AlCl₃+3NH₃+3H₂O= Al(OH)₃↓+3NH₄Cl。再把Al(OH)₃沉淀过滤出来洗涤干净，然后灼烧既得Al₂O₃。
考点：考查以β锂辉矿为原料来制取金属锂的反应原理及从矿泥中分离出Al₂O₃的方法的知识。

练习册系列答案

相关题目

海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：

提示：①MgCl₂晶体的化学式为MgCl₂·6H₂O；
②MgO的熔点为2852^oC，无水MgCl₂的熔点为714^oC。
（1）操作②的名称是________、________、过滤。
（2）试剂a的名称是_______________________。
（3）Mg(OH)₂沉淀中混有的Ca(OH)₂应怎样除去？写出实验步骤_____________________________
_________________________________________________________________________。
（4）工业上是将氢氧化镁转变为氯化镁，再电解氯化镁来制取镁单质；而不采用：加热Mg(OH)₂得到MgO，再电解熔融MgO的方法制金属镁，其原因是_______________________________。
（5）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明下列情况下使用玻璃棒的目的；
过滤时：__________________________、蒸发时：________________________

铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr₂O₃，还含有SiO₂、Al₂O₃等杂质，以铬铁矿为原料制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的过程如下图所示。
已知：① NaFeO₂遇水强烈水解。
② Cr₂O₇²^－+ H₂O 2CrO₄²^－+ 2H⁺

（1）K₂Cr₂O₇中Cr元素的化合价是           。
（2）滤液1的成分除Na₂CrO₄、Na₂SiO₃外，还含有（填化学式）         ；
生成滤渣1中红褐色物质反应的化学方程式是。
（3）由滤液2转化为Na₂Cr₂O₇溶液应采取的措施是。
（4）煅烧铬铁矿生成Na₂CrO₄和NaFeO₂反应的化学方程式是             。
（5）莫尔法是一种沉淀滴定法，以Na₂CrO₄为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进行测定溶液中Cl^－的浓度。已知：

银盐性质	AgCl	AgBr	AgCN	Ag₂CrO₄	AgSCN
颜色	白	浅黄	白	砖红	白
Ksp	1．34×10^－6	7．1×10^－7	1．1×10^－8	6．5×10^－5	1．0×10^－6

①滴定终点的现象是。
②若用AgNO₃溶液滴定NaSCN溶液，可选为滴定指示剂的是（选填编号）
A．NaCl B．K₂CrO₄ C．BaBr₂

利用钛白工业的副产品FeSO₄（含Al₂(SO₄)₃和少量重金属离子）可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下：

已知：①5Fe²⁺+ MnO₄^-+8H⁺=5Fe³⁺ +Mn²⁺+4H₂O
5C₂O₄^2-+2MnO₄^-+16H⁺=10CO₂↑+2Mn²⁺+8H₂O
（1）沉淀过程的反应温度为40℃，温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外，还有     。
（2）滤液经处理可得到副产品                。
（3）实验室测定高纯超微细草酸亚铁组成的步骤依次为：
步骤1：准确称量一定量草酸亚铁样品，加入25 mL 2 mol·L^-1的H₂SO₄溶解。
步骤2：用0.2000 mol·L^-1标准KMnO₄溶液滴定，消耗其体积30.40 mL。
步骤3：向滴定后的溶液中加入2 g Zn粉和5 mL 2 mol·L^-1的H₂SO₄溶液，将Fe³⁺还原为Fe²⁺。
步骤4：过滤，滤液用上述标准KMnO₄溶液滴定，消耗溶液10.00 mL。
则样品中C₂O₄^2-的物质的量为     。（写出计算过程）
（4）将一定量高锰酸钾溶液与酸化的草酸亚铁溶液混合，测得反应液中Mn²⁺的浓度随反应时间t的变化如图，其变化趋势的原因可能为         。

用菱锰矿（MnCO₃）常含有Fe₂O₃、FeO、HgCO₃·2HgO等杂质，工业常用菱锰矿制取锰，工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）向粗液1中加入的水最后需要          方法才能达到技术要求。
（2）流程中用的空气是用膜分离法制备的富氧空气，该方法的原理是           。
（3）净化剂主要成分为(NH₄)₂S，粗液2中发生主要反应的离子方程式为        。
（4）写出阳极的电极反应式          。说明电解液循环的原因              。
（5）写出铝热法炼锰的化学方程式                             。

海水是巨大的资源宝库，从海水中提取食盐和溴的过程如下：

（1）请列举海水淡化的两种方法：________、________。
（2）步骤Ⅰ中已获得Br₂，步骤Ⅱ中又将Br₂还原为Br^－，其目的是_________。
（3）步骤Ⅱ用SO₂水溶液吸收Br₂，吸收率可达95%，有关反应的离子方程式为_______，
由此反应可知，除环境保护外，在工业生产中应解决的主要问题是_______。
（4）某化学研究性学习小组为了了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料知：Br₂的沸点为59 ℃，微溶于水，有毒并有强腐蚀性。他们参观生产过程后，画了如下装置简图：

请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称是____________。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡胶管，其原因是__________。
③实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件？___________。
④C中液体颜色为________________。为除去该产物中仍残留的少量Cl₂，可向其中加入NaBr溶液，充分反应后，再进行的分离操作是________________。

某种粗盐中含有泥沙、Ca²^＋、Mg²^＋、Fe³^＋、SO等杂质。某同学在实验室中设计了用这种粗盐制备精盐的方案如下(用于沉淀的试剂稍过量)：

请回答以下问题：
(1)为操作Ⅳ选择所需仪器(用标号字母填写)：________。
A．烧杯　B．试管　C．玻璃棒　D．分液漏斗　E．漏斗　F．酒精灯　
G．蒸发皿
(2)操作Ⅲ中常用Na₂CO₃溶液、NaOH溶液、BaCl₂溶液作为除杂试剂，则加入除杂试剂的顺序为：NaOH溶液→________→________。
(3)操作Ⅲ中，判断加入BaCl₂已过量的方法是___________________________________
(4)操作Ⅴ应选择的酸是________，若将操作Ⅴ与操作Ⅳ的先后顺序对调，将会对实验结果产生的影响是___________________________________
(5)操作Ⅵ是________(选择合理操作的名称，用标号字母按操作先后顺序填写)。
a．过滤、洗涤 B．蒸发、浓缩 c．萃取、分液 D．冷却、结晶

随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广，钛金属日益被人们重视，被誉为“现代金属”和“战略金属”，是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备：
方法1：可用含有Fe₂O₃的钛铁矿（主要成分为FeTiO₃，其中Ti元素化合价为+4价）制取，其主要流程如下：

（1）由滤液获得绿矾晶体的操作过程是                 。
（2）甲溶液中除含TiO²⁺之外还含有的金属阳离子有                 。
（3）已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%，能够得到绿矾晶体22.24kg，试计算最少加入铁粉的质量。
方法2：TiCl₄水解生成TiO₂·XH₂O，过滤、水洗除去其中的Cl-，再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO₂，此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
（4）①TiCl₄水解生成TiO₂·XH₂O的化学方程式为                 。
②检验TiO₂·XH₂O中Cl^-是否被除净的方法是                 。
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的化学方程式是                 ，该反应成功需要的其他条件及原因是                 。

“天蓝蓝海蓝蓝，海边小城威海卫”。威海海水资源丰富，回答下列问题：
（1）海水中主要含有                等离子（写离子符号，至少答出4种）。
（2）海水脱硫是一种有效除去火力发电产生的SO₂的方法。其工艺流程如下图所示：

天然海水吸收了含硫烟气后，要用O₂进行氧化处理，其反应的化学方程式是：                         ；氧化后的“海水”需要用大量的天然海水与之混合后才能排放，该操作的主要目的是                     。
（3）下图是海水综合利用的一个方面。

请回答下列问题：
I.①步主要反应的离子方程式：                     。
溴及其化合物的用途有很多，写出其中的一种               。
II．第③步需要加入        ，其前面分离出氢氧化镁的操作称为          ，将镁条在二氧化碳中燃烧的产物为               。
III．粗盐水仍含有可溶性的CaCl₂、MgCl₂、Na₂SO₄等杂质，通过如下几个实验步骤，可制得纯净的食盐水：① 加入稍过量的Na₂CO₃溶液；② 加入稍过量的NaOH溶液；③ 加入稍过量的BaCl₂溶液；④滴入稀盐酸至无气泡产生；⑤ 过滤   正确的操作顺序是

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