工業(yè)上以鋰輝石為原料生產(chǎn)碳酸鋰的部分工業(yè)流程如圖所示:
已知:(1)鋰輝石的主要成分為L(zhǎng)iO2Al2O34SiO2。其中含少量Ca、Mg元素。
(2)LiO2?Al2O3?4SiO2+H2SO4(濃) 250-300℃ Li2SO4+Al2O3?4SiO2?4H2O。
(3)某些物質(zhì)的溶解度(S)如下表所示:
250
-
300
℃
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
S(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
S(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
(1)從濾流1中分離出Al2O3的流程如圖所示:
寫出生成沉淀的離子方程式:
Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3
NH
+
4
Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3
。NH
+
4
(2)已知濾渣2的主要成分有
Mg(OH)2、CaCO3
Mg(OH)2、CaCO3
。(3)最后一個(gè)步驟中,用“熱水洗滌”的目的是
洗去表面吸附的雜質(zhì)離子,減少Li2CO3的溶解損失
洗去表面吸附的雜質(zhì)離子,減少Li2CO3的溶解損失
。(4)工業(yè)上,將Li2CO3粗品制備成高純Li2CO3的部分工藝如下:
a.將Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽(yáng)極液,LiOH溶液作陰極液,兩者用離子選擇性透過膜隔開,用惰性電極電解。
b.電解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共熱,過濾、烘干得高純Li2CO3。
①a中電解時(shí)所用的是
陽(yáng)離子交換膜
陽(yáng)離子交換膜
(填“陽(yáng)離子交換膜”或“陰離子交換膜”)。②電解后,LiOH溶液濃度增大的原因是
陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,電解過程中Li+從陽(yáng)極通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極溶液,因此LiOH濃度增大
陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,電解過程中Li+從陽(yáng)極通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極溶液,因此LiOH濃度增大
b中生成Li2CO3反應(yīng)的化學(xué)方程式是 2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+2H2O+NH3↑
△
2LiOH+NH4HCO3 Li2CO3+2H2O+NH3↑
。 △
(5)磷酸亞鐵鋰電池總反應(yīng)為FePO4+Li
放電
充電
FePO4+Li++e-=LiFePO4
FePO4+Li++e-=LiFePO4
。【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì).
【答案】Al3++3NH3?H2O=Al(OH)3↓+3;Mg(OH)2、CaCO3;洗去表面吸附的雜質(zhì)離子,減少Li2CO3的溶解損失;陽(yáng)離子交換膜;陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-,電解過程中Li+從陽(yáng)極通過陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入陰極溶液,因此LiOH濃度增大;2LiOH+NH4HCO3 Li2CO3+2H2O+NH3↑;FePO4+Li++e-=LiFePO4
NH
+
4
△
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:16引用:2難度:0.5
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5℃沸點(diǎn):-55℃)為紅褐色液體或黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水劇烈水解生成氮的兩種氧化物與氯化氫,易溶于濃硫酸。是有機(jī)物合成中的重要試劑,??捎糜诤铣汕鍧崉?、觸媒劑及中間體等。實(shí)驗(yàn)室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。其制備裝置如圖一所示(其中Ⅲ、Ⅳ中均為濃硫酸):
(1)用圖甲中裝置制備純凈干燥的原料氣,補(bǔ)充下表中所缺少的藥品。裝置Ⅰ 裝置Ⅱ 燒瓶中 分液漏斗中 制備純凈Cl2 MnO2 濃鹽酸 ① 制備純凈NO Cu 稀硝酸 ②
①裝置連接順序?yàn)閍→
②裝置Ⅳ、V除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外,還可以通過觀察氣泡的多少調(diào)節(jié)兩種氣體的流速。
③有人認(rèn)為可以將裝置Ⅳ中濃硫酸合并到裝置V中,撤除裝置Ⅳ,直接將NO、Cl2通入裝置Ⅴ中,你同意此觀點(diǎn)嗎?
④實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候,先通入氯氣,再通入NO,原因?yàn)?
(3)有人認(rèn)為多余的氯氣可以通過如圖二裝置暫時(shí)儲(chǔ)存后再利用,請(qǐng)選擇可以用作氯氣的儲(chǔ)存裝置
(4)裝置Ⅶ吸收尾氣時(shí),NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(5)有人認(rèn)為裝置Ⅶ中氫氧化鈉溶液只能吸收氯氣和NOCl,不能吸收NO,經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)用高錳酸鉀溶液可以吸收NO氣體,因此在裝置Ⅶ氫氧化鈉溶液中加入高錳酸鉀,反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式:
(6)制得的NOCl中可能含有少量N2O4雜質(zhì),為測(cè)定產(chǎn)品純度進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):稱取1.6375g樣品溶于50.00mLNaOH溶液中,加入幾滴K2CrO4溶液作指示劑,用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀,消耗AgNO3溶液50.00mL.則該樣品的純度為發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:17引用:1難度:0.5 -
3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( )高溫發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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