Question

17．金屬鋰及其化合物在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中用途廣泛，占有重要地位．
（1）鋰在元素周期表中的位置是第二周期IA族
（2）可以證明鋰的金屬性弱于鈉的實(shí)驗(yàn)事實(shí)是Na與Li分別與水反應(yīng)，Na與水的反應(yīng)更劇烈
（3）下圖是以某富鋰鹵水（主要含Na⁺、K⁺、Li⁺、Mg²⁺、Cl^-等）進(jìn)行的沉鋰工藝路線圖．

①“二次除鎂”所得的沉淀中主要有堿式碳酸鎂和碳酸鈣
②“沉鋰”和“二次除鎂”時(shí)所用純堿的濃度差異的原因是碳酸鋰的溶解度大于碳酸鎂、碳酸鈣的溶解度，使Li⁺沉淀需要增大CO₃^2-的濃度
（4）將上述制備的碳酸鋰加硫酸制得硫酸鋰溶液，再用如右圖所示裝置制備氫氧化銼．
①碳酸鋰與硫酸反應(yīng)的離子方程式是Li₂CO₃+2H⁺=Li⁺+CO₂↑+H₂O
②結(jié)合電極反應(yīng)式簡(jiǎn)述制得LiOH的原理：a室中發(fā)生反應(yīng)：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，b室中鋰離子經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室，a室中最終產(chǎn)物為L(zhǎng)iOH與氫氣
③該法中可循環(huán)利用的物質(zhì)是H₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）鋰在元素周期表中的位置是：第二周期IA族；
（2）利用金屬與水反應(yīng)劇烈程度等判斷金屬性強(qiáng)弱；
（3）①鹵水中加入氫氧化鈣將大部分鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀，再加入稀碳酸鈉溶液，溶液中鎂離子、鈣離子轉(zhuǎn)化為沉淀；
②二次除鎂后過(guò)濾分離，濾液中加入濃碳酸鈉溶液，使溶液中Li⁺轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀，“沉鋰”和“二次除鎂”時(shí)所用純堿的濃度不同，是由于碳酸鋰的溶解度大于碳酸鎂、碳酸鈣的溶解度；
（4）①碳酸鋰與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋰、二氧化碳與水；
②由水的生成物可知，a室為陰極室，c為陽(yáng)極室，a室中水放電生成氫氣與堿，b室中鋰離子經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室，最終得到LiOH，c室中水放電生成氧氣與氫離子，硫酸根離子經(jīng)過(guò)陰離子交換膜加入c室，最終得到硫酸；
③c室中生成的硫酸可以溶解碳酸鋰．

解答 解：（1）鋰在元素周期表中的位置是：第二周期IA族，故答案為：第二周期IA族；
（2）Na與Li分別與水反應(yīng)，Na與水的反應(yīng)更劇烈，證明鋰的金屬性弱于鈉，
故答案為：Na與Li分別與水反應(yīng)，Na與水的反應(yīng)更劇烈；
（3）①鹵水中加入氫氧化鈣將大部分鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂沉淀，再加入稀碳酸鈉溶液，溶液中鎂離子、鈣離子轉(zhuǎn)化為沉淀，“二次除鎂”所得的沉淀中主要有堿式碳酸鎂和碳酸鈣，
故答案為：碳酸鈣；
②二次除鎂后過(guò)濾分離，濾液中加入濃碳酸鈉溶液，使溶液中Li⁺轉(zhuǎn)化為碳酸鋰沉淀，“沉鋰”和“二次除鎂”時(shí)所用純堿的濃度不同，是由于碳酸鋰的溶解度大于碳酸鎂、碳酸鈣的溶解度，使Li⁺沉淀需要增大CO₃^2-的濃度，
故答案為：碳酸鋰的溶解度大于碳酸鎂、碳酸鈣的溶解度，使Li⁺沉淀需要增大CO₃^2-的濃度；
（4）①碳酸鋰與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋰、二氧化碳與水，反應(yīng)離子方程式為：Li₂CO₃+2H⁺=Li⁺+CO₂↑+H₂O，
故答案為：Li₂CO₃+2H⁺=Li⁺+CO₂↑+H₂O；
②由水的生成物可知，a室為陰極室，c為陽(yáng)極室，a室中水放電發(fā)生反應(yīng)：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，b室中鋰離子經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室，最終得到LiOH，c室中水放電生成氧氣與氫離子，硫酸根離子經(jīng)過(guò)陰離子交換膜加入c室，最終得到硫酸；
故答案為：a室中發(fā)生反應(yīng)：2H₂O+2e^-=H₂↑+2OH^-，b室中鋰離子經(jīng)過(guò)陽(yáng)離子交換膜進(jìn)入a室，a室中最終產(chǎn)物為L(zhǎng)iOH與氫氣；
③c室中生成的H₂SO₄可以溶解碳酸鋰，進(jìn)行循環(huán)利用，
故答案為：H₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題考查物質(zhì)制備工藝流程，是化學(xué)與技術(shù)綜合運(yùn)用，涉及海水資源的開發(fā)與利用、物質(zhì)的分離提純、電解原理應(yīng)用等，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)原理的分析理解，難度中等．