5.(2010·广东高考)碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域,以β­锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:

已知: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、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303 K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3 g.

(1)步骤Ⅰ前,β­锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是________________.

(2)步骤Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0-6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液.

(3)步骤Ⅱ中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有__________________.

(4)步骤Ⅲ中,生成沉淀的离子方程式为______________________________________

________________________________________________________________________.

(5)从母液中可回收的主要物质是_____________________________________________.

解析:(1)对β­锂辉石进行粉碎处理的目的是,增大锂辉石粉末与硫酸的接触面积,使锂辉石与硫酸充分反应,提高浸出率.

(2)步骤Ⅰ所要加入的物质,其主要作用是增大溶液的pH,将溶液的pH调节到6.0-6.5,分析所提供的备选物,只有石灰石能达到目的.

(3)步骤Ⅰ处理后的浸出液中,已经除去了Al3+、Fe3+,加入H2O2会将Fe2+氧化为

Fe3+,加入石灰乳则可将氧化所得的Fe3+和Mg2+除去,再加入Na2CO3则可除去所加入的过量Ca2+.

(4)生成沉淀的主要反应为2Li++CO===Li2CO3↓.

(5)母液中留下的主要离子为Na+和SO,所以回收所得物质为Na2SO4.

答案:(1)增大固液接触面积,加快浸出反应速率,提高浸出率

(2)石灰石 (3)Fe2+、Mg2+、Ca2+

(4)2Li++CO===Li2CO3↓ (5)Na2SO4

[发展等级评价]

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5.(2010·襄樊模拟)某兴趣小组的学生根据Mg与CO2反应原理推测钠也能在CO2中燃烧,为了确定其产物并进行实验论证,某同学设计了下列装置进行实验(已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd).请回答下列问题:

(1)上图装置2中应盛放________溶液.

(2)为了使反应随开随用,随关随停,上图方框内应选用________装置(填上图字母代号).

(3)检查装置的气密性完好并装好药品后,在点燃酒精灯前,应先进行1装置的操作,待装置________(填数字编号)中出现______________________现象时,再点燃酒精灯,这步操作的目的是_____________________________________________________________.

(4)①若装置6中有黑色沉淀生成,装置4中残留固体(只有一种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为_____________________

__________________________________________________.

②若装置6中溶液无明显现象,装置4中残留固体(有两种物质)加盐酸后有能使澄清石灰水变浑浊的气体放出,则钠与二氧化碳反应的化学方程式为_________________________

__________________________________________________________.

(5)该小组查阅资料认为,不仅要检验残留固体中是否有碳酸钠还要检验其中是否有氧化钠和碳.当确认钠充分反应后,请你设计一个简单实验,验证装置4中的残留固体中是否有Na2CO3、Na2O和C:_______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________.

解析:(1)根据实验装置图可知,装置1为CO2的发生装置,利用碳酸钙和稀盐酸的反应制取CO2;装置2为CO2的净化装置,利用饱和NaHCO3溶液除去HCl.

(2)为了能够随时控制反应的发生和停止,应选择装置C中的启普发生器的简易装置.

(3)由于Na和氧气加热时剧烈反应,因此待装置5中澄清石灰水变浑浊,才开始点燃酒精灯,主要是为了排空装置内的空气.

(4)①根据题目信息知,Na与CO2反应时生成CO和碳酸钠,其化学方程式为:2Na+2CO2===Na2CO3+CO.②根据题目信息知,Na与CO2反应时生成碳酸钠和另一固体物质,而无CO生成,则其化学方程式为:4Na+3CO2===2Na2CO3+C.

(5)根据溶解性可以检验出C;根据Na2CO3和Na2O的性质检验Na2CO3和Na2O.

答案:(1)饱和NaHCO3溶液 (2)C

(3)5 澄清石灰水变浑浊 排除装置内的空气

(4)①2Na+2CO2===Na2CO3+CO

②4Na+3CO2===2Na2CO3+C

(5)取少量装置4中的残留固体溶于水,若有黑色不溶颗粒,则说明残留固体中有碳;在所得水溶液中再加入过量BaCl2溶液,若有沉淀生成,则说明残留固体中有Na2CO3;过滤,用pH试纸检验滤液,若滤液呈碱性,则残留固体中含有Na2O.

 0  8413  8421  8427  8431  8437  8439  8443  8449  8451  8457  8463  8467  8469  8473  8479  8481  8487  8491  8493  8497  8499  8503  8505  8507  8508  8509  8511  8512  8513  8515  8517  8521  8523  8527  8529  8533  8539  8541  8547  8551  8553  8557  8563  8569  8571  8577  8581  8583  8589  8593  8599  8607  447348 

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