Question

【题目】四氢铝锂（LiAlH4）常作有机合成的重要还原剂。以辉锂矿（主要成分是Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量Fe2O3）为原料合成四氢铝锂的流程如下：

已知：①几种金属氢氧化物沉淀的pH如表所示：

物质	Fe(OH)3	Al(OH)3
开始沉淀的pH	2.3	4.0
完全沉淀的pH	3.7	6.5

②常温下，Ksp(Li2CO3)=2.0×10－3，Li2CO3在水中溶解度随着温度升高而减小。

回答下列问题：

(1)上述流程中，提高“酸浸”速率的措施有________________、加热；加入CaCO3的作用是_____，“a”的最小值为______________。

(2)写出LiH和AlC13反应的化学方程式为_____________（条件不作要求）。

(3)用热水洗涤Li2CO3固体，而不用冷水洗涤，其目的是_______________。

(4)四氢铝锂LiAlH4溶解于NaOH溶液后得到无色透明溶液，并产生一种无色气体。请写出该反应的离子方程式_____________________。

(5)在有机合成中，还原剂的还原能力通常用“有效氢”表示，其含义是1克还原剂相当于多少克氢气的还原能力。LiAlH4的“有效氢”为________________（结果保留2位小数）。

Answer 1

【答案】粉碎矿石(或提高硫酸浓度、搅拌) 调节溶液的pH使Al3+、Fe3+转化为氢氧化物 6.5 减少碳酸锂的损失 0.21

【解析】

以辉锂矿(主要成分是Li2OAl2O34SiO2，含少量Fe2O3)为原料合成四氢铝锂，矿粉中加入浓硫酸并加热反应，然后过滤，得到的滤渣1为脉石，滤液1中含有硫酸铁、硫酸铝、硫酸锂和硫酸，向滤液1中加入碳酸钙，碳酸钙和氢离子反应从而调节溶液的pH，使溶液中铁离子、铝离子转化为沉淀，滤液2中含有硫酸锂和硫酸钙，向滤液2中加入碳酸钙，得到碳酸锂沉淀和滤液3，电解氯化锂得到Li，Li和氢气化合得到LiH，LiH和氯化铝在一定条件下反应生成LiAlH4，据此解答。

(1)上述流程中，提高“酸浸”速率的措施有粉碎矿石、提高硫酸浓度、搅拌、加热等措施；加入碳酸钙可中和溶液中的酸，使Al3+、Fe3+完全生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀，从而除去，从表格数据可以看出，调节pH最小值为6.5，可确保两种离子完全沉淀，故答案为：粉碎矿石(或提高硫酸浓度、搅拌)；调节溶液的pH使Al3+、Fe3+转化成氢氧化物；6.5；

(2)氯化铝与氢化锂反应生成四氢铝锂和氯化锂，反应的化学方程式为，故答案为：；

(3)依题意，碳酸锂的溶解度随温度升高而减小，用热水洗涤碳酸锂，可以减少碳酸锂损失，故答案为：减少碳酸锂的损失；

(4)四氢铝锂LiAlH4溶解于NaOH溶液后得到无色透明溶液，碱性环境铝元素转化为偏铝酸根离子，并产生一种无色气体为氢气，氢元素的化合价由-1价和+1价变为0价，发生归中反应，反应的离子方程式为：故答案为：；

(5)由题给信息可知，还原剂的还原能力实指失电子数，1mol LiAlH4能提供8mol电子，相当于4mol H2，LiAH4的有效氢，故答案为：0.21。