Question

【题目】锂、锰两种金属用途很广。

（1）手机电池中存在LiMnO2，已知锂元素显+1价，则锰元素的化合价为___。电池充电时是将电能转化为__（填字母）：A．机械能 B．化学能 C．热能

（2）锂、锰的碳酸盐也有广泛的用途。

Ⅰ.粗碳酸锂（含有Na+、K+、Ca2+等杂质离子）制备高纯碳酸锂的工艺流程如下：（已知碳酸锂能与水、二氧化碳反应生成碳酸氢锂，碳酸氢锂不稳定，受热后会分解为碳酸锂）

碳酸锂易溶于水，碳酸锂溶解度与温度的关系见下表：

温度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	1.54	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72

①浆料“酸化”时，温度不宜超过25℃的主要原因是______。判断酸化过程已经结束的明显现象为______。

②“蒸发”时主要反应的化学方程式为______。母液循环次数对纯度、产率的影响如图1所示，循环不宜超过______次，主要原因是______。

③为了获得较多高纯Li2CO3，过滤Ⅱ后用______（填“热水”或“冷水”）洗涤沉淀2-3次，并干燥。其原因是____。

Ⅱ.MnCO3可用作电讯器材元件材料,还可用作瓷釉、颜料及制造锰盐的原料。实验室模拟以MnO2为原料生产MnCO3的工艺流程如下:

已知：MnCO3难溶于水和乙醇，受热易分解。

①检验水洗是否完全的方法是______。

②水洗结束后，用乙醇洗涤的目的是______。

③MnCO3在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物，其固体残留率随温度的变化如下图所示。通过计算可知，300℃时，剩余固体中n(Mn)∶n(O)=1:2，即可认为A物质化学式为MnO2，同时测得反应生成了二氧化碳，请写出0～300℃发生反应的化学方程式______。图中点D对应固体的成分为_____(填化学式，并写出计算过程)。

Answer 1

【答案】 +3 B 温度升高，二氧化碳的溶解性变弱，二氧化碳的利用率会降低（或温度升高，Li2CO3的溶解度会降低，利用率会降低； 温度升高，LiHCO3会分解，转化率降低。任写一个都给分） 浆料变得澄清 2LiHCO3Li2CO3+CO2↑+H2O 3 3次循环后，杂质累积，浓度变大析出，产品的纯度变低 热水，温度越高，Li2CO3溶解度越小，热水可减少Li2CO3的溶解 取最后一次洗涤液1～2mL于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净。 便于晶体在低温下快速晾干 2MnCO3+O22MnO2+2CO2 MnO、Mn3O4

【解析】（1）化合物中各元素化合价的代数和为零。设LiMnO2中锰元素的化合价为x。（+1）+x+（-2）×2=0，解得x=+3。电池充电时是将电能转化为化学能。（2）Ⅰ.①温度升高，二氧化碳的溶解度减小，二氧化碳的利用率会降低（或温度升高，Li2CO3的溶解度会减小，利用率会降低；或温度升高，LiHCO3会分解，转化率降低。）。判断酸化过程已经结束的明显现象为浆料变得澄清。②因为碳酸氢锂不稳定，受热后会分解，所以蒸发时发生反应的化学方程式为：2LiHCO3Li2CO3+CO2↑+H2O；由母液循环次数对纯度、产率的影响图可知，循环不宜超过3次，3次循环后，杂质累积，浓度变大析出，产品的纯度变低。③为了获得较多高纯Li2CO3，过滤Ⅱ后用热水洗涤沉淀2-3次，并干燥，原因是温度越高，Li2CO3溶解度越小，热水可减少Li2CO3的溶解。Ⅱ.①检验水洗是否完全的方法是取最后一次洗涤液1～2mL于试管中，向其中滴加BaCl2溶液，若无白色沉淀生成，则表明已洗涤干净。②水洗结束后，用乙醇洗涤的目的是因为乙醇具有挥发性，便于晶体在低温下快速晾干。③因为300℃时，剩余固体是MnO2，同时生成二氧化碳，所以反应的化学方程式为：2MnCO3+O22MnO2+2CO2；设MnCO3的质量为115g,B点剩余固体的质量为115g×66.38%=76.337g,因为Mn元素的质量为55g,则氧元素的质量为76.337g-55g=21.337g,则n(Mn):n(O)=:=3:4，故剩余固体的成分是Mn3O4；D点剩余固体的质量为115g×61.74%=71g，根据锰元素的质量守恒知，m（Mn）=55g，则m（O）=71g-55g=16g,则n(Mn):n(O)=:=1:1,故剩余固体的成分是MnO，所以图中点D对应固体的成分为Mn3O4和MnO。