【題目】以含鋰電解鋁廢渣(主要含 AlF3、 NaF、LiF、CaO ) 和濃硫酸為原料,制備電池級碳酸鋰,同時(shí)得副產(chǎn)品冰晶石,其工藝流程如下:
已知LiOH易溶于水,Li2CO3微溶于水。回答下列問題:
(1)電解鋁廢渣與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體化學(xué)式為 ___________。濾渣2的主要成分是(寫化學(xué)式)_________。
(2)堿解反應(yīng)中, 同時(shí)得到氣體和沉淀反應(yīng)的離子方程式為_____________。
(3)一般地說 K>105 時(shí),該反應(yīng)進(jìn)行得就基本完全了?粱磻(yīng)中存在如下平衡:Li2CO3(s)+Ca2+(aq)2Li+(aq)+ CaCO3(s)通過計(jì)算說明該反應(yīng)是否進(jìn)行完全________(已知Ksp(Li2CO3) = 8.64×10-4、Ksp(CaCO3) = 2.5×10-9)。
(4)碳化反應(yīng)后的溶液得到Li2CO3的具體實(shí)驗(yàn)操作有:加熱濃縮、______、______、干燥。
(5)上述流程得到副產(chǎn)品冰晶石的化學(xué)方程式為__________。
(6)Li2CO3是制備金屬鋰的重要原料, 一種制備金屬鋰的新方法獲得國家發(fā)明專利,其裝置如圖所示:
工作時(shí)電極 C 應(yīng)連接電源的______極,陽極的電極反應(yīng)式為__________ 。該方法設(shè)計(jì)的 A 區(qū)能避免熔融碳酸鋰對設(shè)備的腐蝕和因________逸出對環(huán)境的污染。
【答案】HF CaCO3、Al(OH)3 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 該反應(yīng)的 K=3.5×105,可以認(rèn)為該反應(yīng)進(jìn)行完全 冷卻結(jié)晶 過濾洗滌 6HF+Na2SO4+NaAlO2=Na3AlF6+H2SO4+2H2O 負(fù) 2Cl--2e-=Cl2↑ 氯氣
【解析】
含鋰電解鋁廢渣主要成分為LiF、AlF3、NaF,少量CaO等,加入濃硫酸生成的氣體為HF,浸取后過濾分離出濾渣為CaSO4,濾液中加碳酸鈉發(fā)生2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑、2Li++CO32-=Li2CO3,氣體為二氧化碳,過濾分離出濾液含硫酸鈉,分離出氫氧化鋁、Li2CO3,再加CaO、苛化反應(yīng)將不溶性的碳酸鋰轉(zhuǎn)化成氫氧化鋰溶液,過濾分離出濾渣2含碳酸鈣,碳化時(shí)LiOH與二氧化碳反應(yīng)生成Li2CO3,二氧化碳在流程中可循環(huán)使用,以此來解答。
(1)根據(jù)上述分析,廢渣與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體化學(xué)式為HF,根據(jù)上述分析,濾渣2的主要成分是CaCO3、Al(OH)3,故答案為:HF;CaCO3、Al(OH)3;
(2)堿解反應(yīng)中,同時(shí)得到氣體和沉淀反應(yīng)是鋁離子與碳酸根離子的雙水解反應(yīng),離子方程式為:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑,故答案為:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)Li2CO3(s)+Ca2+(aq)2Li+(aq)+ CaCO3(s)的>105,可以認(rèn)為該反應(yīng)進(jìn)行完全,故答案為:該反應(yīng)的 K=3.5×105,可以認(rèn)為該反應(yīng)進(jìn)行完全;
(4)碳化反應(yīng)后的溶液得到Li2CO3的具體實(shí)驗(yàn)操作有:加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌、干燥,故答案為:冷卻結(jié)晶、過濾洗滌;
(5)根據(jù)流程圖知,反應(yīng)物為HF、Na2SO4、NaAlO2,生成物為Na3AlF6,根據(jù)原子守恒及反應(yīng)原理書寫方程式為:6HF+Na2SO4+NaAlO2=Na3AlF6+H2SO4+2H2O,故答案為:6HF+Na2SO4+NaAlO2=Na3AlF6+H2SO4+2H2O;
(6)根據(jù)圖示C極有Li生成,電極反應(yīng)為:Li++ e-=Li,則C為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)連接電源的負(fù)極;陽極發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)圖示陽極有氯氣生成,則電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑;根據(jù)圖示分析,該方法設(shè)計(jì)的 A 區(qū)能用熔融的碳酸鋰吸收產(chǎn)生的氯氣,防止氯氣對還原產(chǎn)生污染,故答案為:負(fù); 2Cl--2e-=Cl2↑;氯氣。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室溫,將10mL濃度為的、兩種一元堿溶液分別加水稀釋,曲線如圖,V是溶液體積(mL),。已知:;。下列說法正確的是( )
A.該溫度下,的數(shù)量級為
B.當(dāng)時(shí),水的電離程度:
C.用等濃度鹽酸分別滴定兩種堿溶液至,消耗鹽酸的體積:
D.等濃度的和兩種鹽溶液中離子總濃度相等
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】洛匹那韋(Lopinavir)是抗艾滋病毒常用藥,在“眾志成城戰(zhàn)疫情”中,洛匹那韋,利托那韋合劑被用于抗新型冠狀病毒(2019-nCoV)。洛匹那韋的合成路線可設(shè)計(jì)如圖:
回答下列問題:
(1)A的化學(xué)名稱是_______;A制備B反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________(注明反應(yīng)條件)。
(2)D生成E的反應(yīng)類型為_____;F中能與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)的官能團(tuán)名稱為___。
(3)C的分子式為_____;一定條件下,C能發(fā)生縮聚反應(yīng),化學(xué)方程式為_____。
(4)K2CO3具有堿性,其在制備D的反應(yīng)中可能的作用是______。
(5)X是C的同分異構(gòu)體,寫出一種符合下列條件的X的結(jié)構(gòu)簡式______。
①含有苯環(huán),且苯環(huán)上的取代基數(shù)目≤2
②含有硝基
③有四種不同化學(xué)環(huán)境的氫,個(gè)數(shù)比為6:2:2:1
(6)已知:CH3COOHCH3COCl,(2,6-二甲基苯氧基)乙酰氯()是由G合成洛匹那韋的原料之一,寫出以2,6-二甲基苯酚、ClCH2COOCH2CH3、K2CO3為原料制各該物質(zhì)的合成路線________(其它無機(jī)試劑任選)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】烴A與等物質(zhì)的量的H2O反應(yīng)生成B,B的一種同系物的溶液可以浸制標(biāo)本。M是有香味、不易溶于水的油狀液體。有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下:
請回答:
(1)寫出A的結(jié)構(gòu)簡式:______
(2)寫出C的官能團(tuán)的名:______
(3)寫出M與NaOH溶液在加熱條件下反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式:______
(4)下列說法不正確的是______
A.烴A在一定條件下可與氯化氫發(fā)生反應(yīng),再通過加聚反應(yīng)可得到聚氯乙烯
B.有機(jī)物C的溶液可以除去水垢
C.有機(jī)物B能與銀氨溶液在酒精燈加熱的條件下反應(yīng)產(chǎn)生光亮的銀鏡
D.有機(jī)物C和D發(fā)生加成反應(yīng)生成M
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.實(shí)驗(yàn)室用需配制230mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液,填空并請回答下列問題:
(1)實(shí)際用托盤天平稱Na2CO3質(zhì)量______________;
(2)應(yīng)選用容量瓶的規(guī)格為:_________,除容量瓶外還需要的其它儀器:______;
(3)配制時(shí),其正確的操作順序是(字母表示,每個(gè)字母只能用一次)___________;
A.用30mL水洗滌燒杯2~3次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩
B.用托盤天平準(zhǔn)確稱量取所需的Na2CO3的質(zhì)量,放入燒杯中,再加入少量水(約30mL),用玻璃棒慢慢攪動,使其完全溶解
C.將已冷卻的Na2CO3溶液沿玻璃棒注入一定規(guī)格的容量瓶中
D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻
E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰好與刻度相切
F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度1~2cm處
(4)若出現(xiàn)如下情況,對所配溶液濃度將有何影響(填“偏高”、“偏低”或“無影響”)
①若沒有進(jìn)行A操作_______________;
②若加蒸餾水時(shí)不慎超過了刻度_______________。
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室需配制250 mL 0.1 mol/L的醋酸(CH3COOH),現(xiàn)有36%的醋酸,密度為1.04g/mL,按要求回答下列問題:
(1)需要量筒取用36%的醋酸________ mL進(jìn)行配制;
(2)若配制時(shí)僅有其中一步操作(如圖所示)有錯(cuò)誤,其他操作全部正確,則所配醋酸的濃度___________(填“正確”、“偏高”或“偏低”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在粗食鹽中除泥沙外,還含Na2SO4、MgCl2、CaCl2等雜質(zhì),工業(yè)制精鹽除雜時(shí),常常加入過量的除雜劑,現(xiàn)提供下列試劑:a.NaOH溶液;b.鹽酸;c.BaCl2溶液;d.Na2CO3溶液,則加入試劑和操作不正確的是( )
A.粗鹽粗鹽水濾液精鹽
B.粗鹽粗鹽水濾液精鹽
C.粗鹽粗鹽水濾液精鹽
D.粗鹽粗鹽水濾液精鹽
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液,選擇適當(dāng)?shù)脑噭⿲⑵滢D(zhuǎn)化為相應(yīng)的沉淀或固體,從而實(shí)現(xiàn)氯離子(Cl-)、硫酸根離子(SO42-)和硝酸根離子(NO3-)的相互分離,實(shí)驗(yàn)過程如下:
試劑3:Na2CO3;試劑4:硝酸
請回答下列問題:
(1)寫出試劑②的名稱______________。
(2)寫出過量Na2CO3的目的是___________________________________________________。
(3)寫出混合溶液D與過量硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________________。
(4)寫出操作④的名稱______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下將NaOH溶液添加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是
A. Ka2(H2X)的數(shù)量級為10-6
B. 曲線N表示pH與的變化關(guān)系
C. NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D. 當(dāng)混合溶液呈中性時(shí),c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(H+)=c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究硫元素及其化合物的性質(zhì)具有重要意義。
(1)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl氣體或加入NaOH固體以調(diào)節(jié)溶液pH,溶液pH與[S2-]關(guān)系如下圖(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。
①pH=13時(shí),溶液中的[H2S]+[HS-]=__________mol·L-1。
②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S,當(dāng)溶液pH=____________時(shí),Mn2+開始沉淀[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]。
(2)25 ℃,兩種酸的電離平衡常數(shù)如下表。
物質(zhì) | Ka1 | Ka2 |
H2SO3 | 1.3×10-2 | 6.3×10-8 |
H2CO3 | 4.2×10-7 | 5.6×10-11 |
①HSO的電離平衡常數(shù)表達(dá)式K=________。
②0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?/span>____________________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應(yīng)的主要離子方程式為_________________________。
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