Question

【化學(xué)一選修2化學(xué)與技術(shù)】（15分）

       已知：①工業(yè)上用硫酸與鋰輝礦（LiA1Si₂O₆和少量鈣鎂雜質(zhì)）反應(yīng)，生成Li₂SO₄、MgSO₄等，最終制備金屬鋰。

       ②氫氧化鋰在一定溫度下可轉(zhuǎn)化為氧化鋰。用β鋰輝礦與硫酸等物質(zhì)制備金屬鋰的工業(yè)流程如下：

請(qǐng)回答：（1）沉淀y的主要成分的化學(xué)式是         。

       （2）流程中使用了不同濃度的Na₂CO₃溶液，從物質(zhì)溶解度大小的角度解釋其濃度不同的原因是         。

       （3）操作I涉及的實(shí)驗(yàn)方法是         。

       （4）寫(xiě)出用鋁粉還原法制取金屬鋰的化學(xué)方程式         。

       （5）LiCl溶液加熱蒸干后，所得固體在熔融狀態(tài)下電解制備鋰。電解時(shí)產(chǎn)生的氯氣中混有少量氧氣，產(chǎn)生氧氣的原因是         。

       （6）目前電池通常使用金屬鋰的優(yōu)點(diǎn)是                            。

 

Answer 1

【答案】

（1）Li₂CO₃（2分）

（2）加稀Na₂CO₃溶液既能除去溶液中的Ca²⁺，又不生成Li₂CO₃沉淀；（2分）

加飽和Na₂CO₃溶液的目的是使Li ⁺轉(zhuǎn)化生成Li₂CO₃沉淀。（1分）（其他合理答案參照給分）

(3)過(guò)濾、洗滌（各1分）

（4）3 Li₂O +4Al2 Al₂O₃+3Li （3分）

（5）LiCl溶液在加熱蒸干過(guò)程中有部分LiOH生成，LiOH受熱分解為L(zhǎng)i₂O，熔融的Li₂O電解生成氧氣。（3分）

（6）鋰的密度小，質(zhì)能比高；鋰電池為可充電綠色環(huán)保電池。（2分，其它合理答案也給分）

【解析】（1）硫酸鋰和碳酸鈉反應(yīng)的生成物是硫酸鈉和碳酸鋰，根據(jù)Y灼燒的產(chǎn)物是氧化鋰可知，Y是碳酸鋰。

（2）第一次用稀碳酸鈉溶液，是為了防止生成碳酸鋰，同時(shí)又可以除去鈣離子。而第二次是為了生成碳酸鋰，所以濃度要大。

（3）從溶液中分離出固體的方法應(yīng)是過(guò)濾，過(guò)濾后晶體必須洗滌。

（4）在加熱的條件下，鋁可以發(fā)生鋁熱反應(yīng)，方程式為3 Li₂O +4Al2 Al₂O₃+3Li。

（5）電解池中氯離子在陽(yáng)極放電，有氧氣生成，說(shuō)明氧離子在陽(yáng)極也放電，這是由于LiCl溶液在加熱蒸干過(guò)程中有部分LiOH生成，LiOH受熱分解為L(zhǎng)i₂O，熔融的Li₂O電解生成氧氣。

6）鋰的密度小，質(zhì)能比高；鋰電池為可充電綠色環(huán)保電池。