【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了日本吉野彰等三人,以表彰他們對(duì)鋰離子電池研發(fā)的卓越貢獻(xiàn)。工業(yè)中利用鋰輝石(主要成分為LiAlSi2O6,還含有FeO、CaO、MgO等)制備鈷酸鋰(LiCoO2)的流程如圖:
已知:Ksp[Mg(OH)2]=10-11,Ksp[Al(OH)3]=10-33,Ksp[Fe(OH)3]=10-38
回答下列問(wèn)題:
(1)為鑒定某礦石中是否含有鋰元素,可以采用焰色反應(yīng)來(lái)進(jìn)行鑒定,當(dāng)觀察到火焰呈__,可以認(rèn)為該礦石中存在鋰元素。
a.紫紅色 b.紫色 c.黃色
(2)鋰輝石的主要成分為LiAlSi2O6,其氧化物的形式為__。
(3)為提高“酸化焙燒”效率,常采取的措施是__。
(4)向“浸出液”中加入CaCO3,其目的是除去“酸化焙燒”中過(guò)量的硫酸,控制pH使Fe3+、A13+完全沉淀,則pH至少為__。(已知:完全沉淀后離子濃度低于1×l05)mol/L)
(5)“濾渣Ⅱ”的主要化學(xué)成分為___。
(6)“沉鋰”過(guò)程中加入的沉淀劑為飽和的__溶液(填化學(xué)式);該過(guò)程所獲得的“母液”中仍含有大量的Li+,可將其加入到“__”步驟中。
(7)Li2CO3與Co3O4在敞口容器中高溫下焙燒生成鈷酸鋰的化學(xué)方程式為__。
【答案】a Li2O·Al2O3·4SiO2 將礦石粉碎(攪拌、升高溫度) 4.7 Mg(OH)2,CaCO3 Na2CO3 凈化 6Li2CO3+4Co3O4+O2=12Li2CoO2+6CO2
【解析】
鋰輝石(主要成分為LiAlSi2O6,還含有FeO、CaO、MgO等)為原料來(lái)制取鈷酸鋰(LiCoO2),加入過(guò)量濃硫酸溶解鋰輝礦,加入碳酸鈣除去過(guò)量的硫酸,并使鐵離子、鋁離子沉淀完全,然后加入氫氧化鈣和碳酸鈉沉淀鎂離子和鈣離子,過(guò)濾得到溶液中主要是鋰離子的溶液,濾液蒸發(fā)濃縮得20%Li2S,加入碳酸鈉沉淀鋰離子生成碳酸鋰,洗滌后與Co3O4高溫下焙燒生成鈷酸鋰,據(jù)此分析解題。
(1)焰色反應(yīng)常用來(lái)檢測(cè)金屬元素,鈉元素的焰色為黃色,鉀元素的焰色為紫色,利用排除法可以選出鋰元素的焰色為紫紅色,故答案為a;
(2)鋰輝石的主要成分為LiAlSi2O6,在原子簡(jiǎn)單整數(shù)比不變的基礎(chǔ)上,其氧化物的形式為Li2OAl2O34SiO2;
(3)“酸化焙燒”時(shí)使用的是濃硫酸,為提高“酸化焙燒”效率,還可采取的措施有將礦石細(xì)磨、攪拌、升高溫度等;
(4)根據(jù)柱狀圖分析可知,Al(OH)3的Ksp大于Fe(OH)3的Ksp,那么使Al3+完全沉淀pH大于Fe3+的Al(OH)3的Ksp=c(Al3+)×c3(OH-)=1×10-33,c(OH-)==mol/L=1×10-9.3mol/L,則c(H+)=1×10-4.7mol/L,pH=4.7,即pH至少為4.7;
(5)由分析知,“濾渣Ⅱ”的主要化學(xué)成分為Mg(OH)2和CaCO3;
(6)根據(jù)“沉鋰”后形成Li2CO3固體,以及大量生產(chǎn)的價(jià)格間題,該過(guò)程中加入的沉淀劑為飽和Na2CO3溶液;該過(guò)程得的“母液“中仍含有大量的Li+,需要從中2提取,應(yīng)回到“凈化“步隳中循環(huán)利用;
(7)Li2CO3與Co3O4在敝口容器中反應(yīng)生成LiCoO2時(shí)Co元素的化合價(jià)升高,因此推斷空氣中O2參與反應(yīng)氧化Co元素,化字方程式為6Li2CO3+4Co3O4+O2 12LiCoO2+6CO2。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)利用如圖所示的裝置,驗(yàn)證氨氣的噴泉實(shí)驗(yàn)。回答下列問(wèn)題:
(1)儀器A的名稱是_________________。
(2)寫出實(shí)驗(yàn)室用NH4Cl和Ca(OH)2制氨氣的化學(xué)方程式:___________________。
(3)噴泉實(shí)驗(yàn)前需要在儀器A中充滿干燥的氨氣。
①可用向____________填“上”或“下”)排空氣法收集氨氣。
②下列物質(zhì)可用于干燥氨氣的是__________(填序號(hào))。
A. 濃硫酸 B. 堿石灰 C. 濃硝酸
(4)NH3能在水中進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的原因是__________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期中的三種元素X、Y、Z的原子序數(shù)依次減小,三種元素原子核外電子層數(shù)之和是5,X元素原子的最外層電子數(shù)是Y和Z兩元素原子的最外層電子數(shù)的總和;Y元素原子的最外層電子數(shù)是它的電子層數(shù)的2倍,且Y元素最高正價(jià)與最低負(fù)價(jià)的絕對(duì)值相等,X和Z可以形成XZ3的化合物。請(qǐng)回答:
(1)X、Y、Z三種元素的元素符號(hào)分別為X_____,Y_____,Z______;
(2)元素X的原子得電子能力__(填"強(qiáng)于"或"弱于")元素Y的原子,用最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(用化學(xué)方程式表示)__
(3)XZ3的電子式是_______;
(4)寫出向XZ3的水溶液中通入過(guò)量Y的最高價(jià)氧化物反應(yīng)的化學(xué)方程式______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】烴A是一種重要的化工原料。已知A在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的密度為1.25g·L-1,B、D是生活中常見(jiàn)的兩種有機(jī)物。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:
請(qǐng)回答:
(1)有機(jī)物A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____________,有機(jī)物C中含有的官能團(tuán)的名稱是_____________。
(2)寫出B和D反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________。
(3)下列說(shuō)法正確的是_____________。
a.石油裂解是工業(yè)上大量獲得烴A的主要方法
b.相同條件下,有機(jī)物B與鈉反應(yīng)比水與鈉反應(yīng)更劇烈
c.用濃NaOH溶液可除去混在乙酸乙酯中的B、D雜質(zhì)
d.有機(jī)物A與D在一定條件下生成乙酸乙酯的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法中不正確的是( )
A.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),就是這個(gè)反應(yīng)在該條件下所能達(dá)到的限度
B.當(dāng)一個(gè)可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),這個(gè)反應(yīng)的正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等
C.可以通過(guò)控制反應(yīng)條件,使2 mol SO2與1 mol O2反應(yīng)生成2 mol SO3
D.化學(xué)反應(yīng)的限度可以通過(guò)改變條件來(lái)改變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為元素周期表的一部分,其中X、Y、Z、W為四種短周期元素。Z元素原子核外K層與M層上的電子數(shù)相等。下列說(shuō)法中正確的是( )
A. Y元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為H3YO4
B. Y的最簡(jiǎn)單氣態(tài)氫化物的水溶液顯弱堿性
C. 原子半徑由小到大的順序?yàn)閄<Z<Y<W
D. X、Z兩種元素的氧化物中所含化學(xué)鍵的類型相同
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】據(jù)報(bào)道,某些花崗巖會(huì)產(chǎn)生氡(Rn),從而對(duì)人體產(chǎn)生傷害。請(qǐng)回答:
(1)該原子的質(zhì)量數(shù)是________,質(zhì)子數(shù)是________,中子數(shù)是________。
(2)研究發(fā)現(xiàn),鐳能蛻變?yōu)?/span>Rn,故將Rn稱為鐳射氣;釷能蛻變?yōu)?/span>Rn,故將Rn稱為釷射氣;錒能蛻變?yōu)?/span>Rn,故將Rn稱為錒射氣。Rn、Rn、Rn________。
A.屬于同種元素 B.互為同位素
C.屬于同種核素 D.屬于同種原子
(3)由(2)可知,________決定元素種類,________決定核素種類。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】舉世矚目的中國(guó)探月工程三期再入返回試驗(yàn)器于2014年10月24日凌晨成功發(fā)射,為實(shí)現(xiàn)月球采樣和首次地月往返踏出了成功的第一步。探月工程三期的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)無(wú)人自動(dòng)采樣返回,突破月面采樣、月面上升、月球軌道交會(huì)對(duì)接等核心關(guān)鍵技術(shù)。已知所用火箭推進(jìn)劑為肼 (N2H4)和過(guò)氧化氫(H2O2),火箭箭體一般采用鈦合金材料。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)N2H4、H2O2分子中電負(fù)性最大的元素在周期表中的位置為_______,第一電離能最大的元素為_______。
(2)鈦的原子序數(shù)為22,其基態(tài)電子排布式示意圖為________________。
(3)1 mol N2H4分子中含有的鍵數(shù)目為_______。
(4)H2O2分子結(jié)構(gòu)如圖1,其中心原子雜化軌道為_______,估計(jì)它難溶于CS2,簡(jiǎn)要說(shuō)明原因___________。
(5)氮化硼其晶胞如圖2所示,則處于晶胞頂點(diǎn)上的原子的配位數(shù)為___,若立方氮化硼的密度為ρ g·cm-3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則兩個(gè)最近N原子間的距離為________cm。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】烯烴是重要的化工原料,以乙烯、丙烯為原料衍生出部分化工產(chǎn)品的反應(yīng)如圖(部分反應(yīng)條件及產(chǎn)物已略去):
(1)CH2=CH2生成A的化學(xué)方程式為______________
(2)有機(jī)物B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_______,所含官能團(tuán)名稱為__________
(3)寫出B生成C的化學(xué)方程式________________
(4)CH2=CH2生成的反應(yīng)類型為_____
(5)寫出D+CE的化學(xué)方程式______________
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