问题 填空题

    [化学一选修2:化学与技术](15分)已知:

①工业上用硫酸与-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)反应,生成Li2SO4、MgSO4等,最终制备金属锂。

②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂。用-锂辉矿与硫酸等物质制备金属锂的工业流程如下图:

请回答:

(1)沉淀Y的主要成分的化学式是____________。

(2)流程中使用了不同浓度的Na2CO3溶液,从物质溶解度大小的角度解释其使用的原因____________

(3 )操作1涉及的实验方法是__________________。

(4 )写出用铝粉还原法制取金属锂的化学反应方程式。________________________

(5) LiCl溶液加热蒸干后,所得固体在熔融状态下电解制备锂。电解时产生的氯气中混有少量氧气,产生氧气的原因是__________________

(6) 目前电池通常使用金属锂的优点是__________________

答案

(1) Li2CO3(2分)

(2) CaCO3的溶解度小于Li2CO3,加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;(2分)加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。(2分)

(3) 过滤 洗涤(2分)    (4)2Al+3Li2O6Li + Al2O3 (2分)

(5)LiCl溶液在加热蒸干过程中有部分LiOH生成,LiOH受热分解为Li2O,熔融的Li2O电解生成氧气。(3分) 

(6)锂的质量轻,负电位高、比能量高;锂电池为可充电绿色环保电池。(2分,其它合理答案也给分)

本题以工业制锂为载体考查了沉淀溶解平衡,水解、原电池和电解等相关原理

(1)硫酸锂和碳酸钠饱和溶液反应,生成碳酸锂沉淀和硫酸钠,根据Y灼烧的产物是氧化锂可知, Y是碳酸锂。

(2)X是氢氧化镁和碳酸钙沉淀,由于CaCO3的溶解度小于Li2CO3,加稀Na2CO3溶液既能除去溶液中的Ca2+,又不生成Li2CO3沉淀;而后来加饱和Na2CO3溶液的目的是使Li +转化生成Li2CO3沉淀。

(3)从溶液中分离出固体的方法应是过滤,过滤后晶体必须洗涤。

(4)在加热的条件下,铝可以发生铝热反应,方程式为2Al+3Li2O6Li + Al2O3

(5)混有O2的原因必须从反应物特征入手寻找,由于加热蒸干LiCl溶液可获得固体,但是由于LiCl受热易水解成LiOH,LiOH受热分解产生的Li2O电解时会产生O2

(6)锂的质量轻,负电位高、比能量高,且锂电池为可充电绿色环保电池。

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