【题目】四氢铝锂(LiAlH4)常作为有机合成的重要还原剂。工业上以辉锂矿(主要成分是LiAlSi2O6,含少量Fe2O3)为原料合成四氢铝锂的流程如图:
已知:金属氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
物质 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 |
开始沉淀的pH | 2.3 | 4 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 6.5 |
请回答:
(1)写出LiAlSi2O6与硫酸反应的化学方程式__。滤渣2的主要成分为__(填化学式),“a”的最小值为__。
(2)已知Li2CO3微溶于水,其饱和溶液的浓度与温度关系如下表所示。操作2中,蒸发浓缩后必须趁热过滤,其原因是__,90℃时Ksp(Li2CO3)的值为__。
温度/℃ | 10 | 30 | 60 | 90 |
浓度/mol·L-1 | 0.21 | 0.17 | 0.14 | 0.10 |
(3)流程中由LiC1制备金属Li的电解条件是__。
(4)为测定制备的四氢铝锂(LiAlH4)的纯度,称取样品ag加入水使其完全反应后,收集到标况下气体VmL,
①LiAlH4溶解时发生反应的化学方程式为__。
②样品的纯度为__(列出数学表达式即可)。
【答案】2LiAlSi2O6+4H2SO4=Li2SO4+Al2(SO4)3+4H2SiO3↓ Fe(OH)3、Al(OH)3 6.5 Li2CO3溶解度随温度升髙而降低,蒸发浓缩后趁热过滤,能减少Li2CO3的溶解损失 4.0×10-3 Pt等惰性电极、熔融的LiCl LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑ %
【解析】
矿粉加硫酸溶解,发生反应2LiAlSi2O6+4H2SO4=Li2SO4+Al2(SO4)3+4H2SiO3↓、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,过滤后得到滤液1,则滤液1中主要成分为硫酸铝、硫酸铁和硫酸锂;向滤液1中加入碳酸钠调节溶液pH,使硫酸铝、硫酸铁以氢氧化铁和氢氧化铝的沉淀形式析出,过滤后得到滤液2,滤液2的主要成分为硫酸锂,加入碳酸钠后反应得到碳酸锂沉淀,碳酸锂经反应生成LiCl,用惰性电极电解熔融的LiCl,得到单质Li,单质Li再经反应得到四氢铝锂,据此分析解答。
(1)LiAlSi2O6与硫酸反应生成硫酸锂、硫酸铝和不溶于水的硅酸,化学方程式为2LiAlSi2O6+4H2SO4=Li2SO4+Al2(SO4)3+4H2SiO3↓;滤液1中加碳酸钠调节pH结合流程图可知,目的是为了让铁、铝元素以氢氧化铁和氢氧化铝形式除去,故滤渣2的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3,为了尽量除去杂质,结合表格数据,应将pH调至6.5,使Fe(OH)3、Al(OH)3完全沉淀。
(2)结合表格信息可知,Li2CO3微溶于水且溶解度随温度升高而降低,蒸发浓缩后趁热过滤,能减少Li2CO3的溶解损失;Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)c(CO32-)=0.2020.10=4.0×10-3。
(3)流程中由LiC1制备金属Li,锂离子在阴极得电子生成金属锂,为防止其他氧离子得电子,电解条件是Pt等惰性电极、熔融的LiCl。
(4)①LiAlH4与水反应生成氢氧化锂、氢氧化铝和氢气,化学方程式为LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑。
②根据反应方程式可知n(H2)=4n(LiAlH4),标况下生成氢气的物质的量n(H2)= ,则n(LiAlH4)= ,m(LiAlH4)= ,纯度为
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知Ka(CH3COOH)=1.7×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.7×10-5。常温下,用0.01mol·L-1氨水滴定20mL浓度均为0.01mol·L-1的HCl和CH3COOH混合溶液,相对导电能力随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列叙述错误的是( )
A.a点的混合溶液中c(CH3COO-)约为1.7×10-5mol·L-1
B.b点的混合溶液中:c(CH3COOH)>c(NH4+)
C.c点的混合溶液中:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.混合溶液pH=7时,加入氨水体积大于40mL
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.56gN2与CO的混合物中原子总数是4NA
B.0.1mol/L的硫酸溶液中含H+的数目为0.2 NA
C.3mol单质Fe完全燃烧转变为Fe3O4,Fe得到8NA个电子
D.标准状况下,22.4L SO3所含的氧原子数目为3NA
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】我国自主知识产权的首套煤基乙醇工业化项目的生产过程:先用煤制得乙酸甲酯,再将乙酸甲酯转化为乙醇。乙酸甲酯转化为乙醇涉及反应原理:
主反应:CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g) ΔH1=-23.61kJmol-1
副反应:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g) ΔH2=0.99kJmol-1
在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态)
化学吸附:H2→2H*
表面反应:CH3COOCH3+4H*→CH3CH2OH*+CH3OH*
化学脱附:CH3CH2OH*→CH3CH2OHCH3OH*→CH3OH
已知:化学吸附的活化能大,决定主反应的反应速率。
(1)2CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3COOC2H5(g)+2CH3OH(g) ΔH3则ΔH3=___。
(2)下列条件,有利于提高C2H5OH平衡产率的是___。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(3)在1L密闭容器中充入1mol乙酸甲酯,乙酸甲酯的平衡转化率与温度和氢酯比(x)[x=]的关系如图1。
①x1、x2、x3的大小关系为___。
②250℃、x1=10,C2H5OH的选择性为60%,则主反应的平衡常数为___(保留2位有效数字)。(如乙醇选择性=)
(4)其它条件相同,反应经过相同时间,乙酸甲酯的转化率与乙醇的选择性随氢酯比的关系如图2所示。氢酯比(x)在2~9之间,乙醇的选择性逐渐增大的原因为___。
(5)若仅发生主反应,在恒压条件下,充入乙酸甲酯和氢气各2mol一段时间后达平衡,若在t1时刻再充入各1mol的反应物(其它条件不变),t2时重新达到平衡,请在图3中画出t1~t3的正逆反应速率变化的示意图。___。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】为测定二氯化一氯五氨合钴([Co(NH3)5Cl]Cl2,摩尔质量用M表示)样品的纯度,将mg样品分为10等份,取其中一份于强碱溶液中,加热煮沸,蒸出所有氨气,用V1mLc1molL1稀硫酸充分吸收,吸收后的溶液用c2molL1NaOH中和,平均消耗NaOH溶液的体积为V2mL。
(1)该样品中[Co(NH3)5Cl]Cl2的纯度为___;
(2)写出简要计算过程:___。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】利用下列实验所选择的装置或仪器(夹持装置已略去)不能达到实验目的的是( )
A.利用图装置制备并收集乙酸乙酯
B.利用图装置探究SO2的氧化性和漂白性
C.利用图装置收集氨气并进行尾气吸收
D.利用图装置从苯和溴苯的混合溶液中分离出溴苯
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下。下列说法正确的是( )
A. 温度一定时, Ksp(SrSO4)随c(SO42-)的增大而减小
B. 三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大
C. 363 K时,图中a点对应的溶液是不饱和溶液
D. 283K下的SrSO4饱和溶液升温到363K后变为不饱和溶液
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某铁的氧化物(FexO)1.52 g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112 mL Cl2,恰好将Fe2+完全氧化。下列说法正确的是( )
A. FexO溶于足量盐酸后只生成了FeCl3和H2O
B. 标准状况下112 mL Cl2的物质的量是5 mol
C. x=0.8
D. 通入Cl2后,发生反应的离子方程式:Fe2++Cl2Fe3++2Cl﹣
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某有机物的结构简式如图,下列说法不正确的是
A.该有机物属于饱和链烃
B.该烃的名称是2,4-二乙基己烷
C.该烃与2,5-二甲基-3-乙基己烷互为同分异构体
D.该烃的一氯代物共有8种
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