【题目】以含锂电解铝废渣(主要含 AlF3、 NaF、LiF、CaO ) 和浓硫酸为原料,制备电池级碳酸锂,同时得副产品冰晶石,其工艺流程如下:
已知LiOH易溶于水,Li2CO3微溶于水。回答下列问题:
(1)电解铝废渣与浓硫酸反应产生的气体化学式为 ___________。滤渣2的主要成分是(写化学式)_________。
(2)碱解反应中, 同时得到气体和沉淀反应的离子方程式为_____________。
(3)一般地说 K>105 时,该反应进行得就基本完全了。苛化反应中存在如下平衡:Li2CO3(s)+Ca2+(aq)2Li+(aq)+ CaCO3(s)通过计算说明该反应是否进行完全________(已知Ksp(Li2CO3) = 8.64×10-4、Ksp(CaCO3) = 2.5×10-9)。
(4)碳化反应后的溶液得到Li2CO3的具体实验操作有:加热浓缩、______、______、干燥。
(5)上述流程得到副产品冰晶石的化学方程式为__________。
(6)Li2CO3是制备金属锂的重要原料, 一种制备金属锂的新方法获得国家发明专利,其装置如图所示:
工作时电极 C 应连接电源的______极,阳极的电极反应式为__________ 。该方法设计的 A 区能避免熔融碳酸锂对设备的腐蚀和因________逸出对环境的污染。
【答案】HF CaCO3、Al(OH)3 2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑ 该反应的 K=3.5×105,可以认为该反应进行完全 冷却结晶 过滤洗涤 6HF+Na2SO4+NaAlO2=Na3AlF6+H2SO4+2H2O 负 2Cl--2e-=Cl2↑ 氯气
【解析】
含锂电解铝废渣主要成分为LiF、AlF3、NaF,少量CaO等,加入浓硫酸生成的气体为HF,浸取后过滤分离出滤渣为CaSO4,滤液中加碳酸钠发生2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑、2Li++CO32-=Li2CO3,气体为二氧化碳,过滤分离出滤液含硫酸钠,分离出氢氧化铝、Li2CO3,再加CaO、苛化反应将不溶性的碳酸锂转化成氢氧化锂溶液,过滤分离出滤渣2含碳酸钙,碳化时LiOH与二氧化碳反应生成Li2CO3,二氧化碳在流程中可循环使用,以此来解答。
(1)根据上述分析,废渣与浓硫酸反应产生的气体化学式为HF,根据上述分析,滤渣2的主要成分是CaCO3、Al(OH)3,故答案为:HF;CaCO3、Al(OH)3;
(2)碱解反应中,同时得到气体和沉淀反应是铝离子与碳酸根离子的双水解反应,离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑,故答案为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑;
(3)Li2CO3(s)+Ca2+(aq)2Li+(aq)+ CaCO3(s)的>105,可以认为该反应进行完全,故答案为:该反应的 K=3.5×105,可以认为该反应进行完全;
(4)碳化反应后的溶液得到Li2CO3的具体实验操作有:加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥,故答案为:冷却结晶、过滤洗涤;
(5)根据流程图知,反应物为HF、Na2SO4、NaAlO2,生成物为Na3AlF6,根据原子守恒及反应原理书写方程式为:6HF+Na2SO4+NaAlO2=Na3AlF6+H2SO4+2H2O,故答案为:6HF+Na2SO4+NaAlO2=Na3AlF6+H2SO4+2H2O;
(6)根据图示C极有Li生成,电极反应为:Li++ e-=Li,则C为阴极,发生还原反应,应连接电源的负极;阳极发生氧化反应,根据图示阳极有氯气生成,则电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑;根据图示分析,该方法设计的 A 区能用熔融的碳酸锂吸收产生的氯气,防止氯气对还原产生污染,故答案为:负; 2Cl--2e-=Cl2↑;氯气。
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【题目】室温,将10mL浓度为的、两种一元碱溶液分别加水稀释,曲线如图,V是溶液体积(mL),。已知:;。下列说法正确的是( )
A.该温度下,的数量级为
B.当时,水的电离程度:
C.用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至,消耗盐酸的体积:
D.等浓度的和两种盐溶液中离子总浓度相等
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【题目】洛匹那韦(Lopinavir)是抗艾滋病毒常用药,在“众志成城战疫情”中,洛匹那韦,利托那韦合剂被用于抗新型冠状病毒(2019-nCoV)。洛匹那韦的合成路线可设计如图:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______;A制备B反应的化学方程式为_________(注明反应条件)。
(2)D生成E的反应类型为_____;F中能与氢气发生加成反应的官能团名称为___。
(3)C的分子式为_____;一定条件下,C能发生缩聚反应,化学方程式为_____。
(4)K2CO3具有碱性,其在制备D的反应中可能的作用是______。
(5)X是C的同分异构体,写出一种符合下列条件的X的结构简式______。
①含有苯环,且苯环上的取代基数目≤2
②含有硝基
③有四种不同化学环境的氢,个数比为6:2:2:1
(6)已知:CH3COOHCH3COCl,(2,6-二甲基苯氧基)乙酰氯()是由G合成洛匹那韦的原料之一,写出以2,6-二甲基苯酚、ClCH2COOCH2CH3、K2CO3为原料制各该物质的合成路线________(其它无机试剂任选)。
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【题目】烃A与等物质的量的H2O反应生成B,B的一种同系物的溶液可以浸制标本。M是有香味、不易溶于水的油状液体。有关物质的转化关系如下:
请回答:
(1)写出A的结构简式:______
(2)写出C的官能团的名:______
(3)写出M与NaOH溶液在加热条件下反应的化学反应方程式:______
(4)下列说法不正确的是______
A.烃A在一定条件下可与氯化氢发生反应,再通过加聚反应可得到聚氯乙烯
B.有机物C的溶液可以除去水垢
C.有机物B能与银氨溶液在酒精灯加热的条件下反应产生光亮的银镜
D.有机物C和D发生加成反应生成M
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【题目】Ⅰ.实验室用需配制230mL 0.1mol/L的Na2CO3溶液,填空并请回答下列问题:
(1)实际用托盘天平称Na2CO3质量______________;
(2)应选用容量瓶的规格为:_________,除容量瓶外还需要的其它仪器:______;
(3)配制时,其正确的操作顺序是(字母表示,每个字母只能用一次)___________;
A.用30mL水洗涤烧杯2~3次,洗涤液均注入容量瓶,振荡
B.用托盘天平准确称量取所需的Na2CO3的质量,放入烧杯中,再加入少量水(约30mL),用玻璃棒慢慢搅动,使其完全溶解
C.将已冷却的Na2CO3溶液沿玻璃棒注入一定规格的容量瓶中
D.将容量瓶盖紧,振荡,摇匀
E.改用胶头滴管加水,使溶液凹面恰好与刻度相切
F.继续往容量瓶内小心加水,直到液面接近刻度1~2cm处
(4)若出现如下情况,对所配溶液浓度将有何影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
①若没有进行A操作_______________;
②若加蒸馏水时不慎超过了刻度_______________。
Ⅱ.实验室需配制250 mL 0.1 mol/L的醋酸(CH3COOH),现有36%的醋酸,密度为1.04g/mL,按要求回答下列问题:
(1)需要量筒取用36%的醋酸________ mL进行配制;
(2)若配制时仅有其中一步操作(如图所示)有错误,其他操作全部正确,则所配醋酸的浓度___________(填“正确”、“偏高”或“偏低”)。
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【题目】在粗食盐中除泥沙外,还含Na2SO4、MgCl2、CaCl2等杂质,工业制精盐除杂时,常常加入过量的除杂剂,现提供下列试剂:a.NaOH溶液;b.盐酸;c.BaCl2溶液;d.Na2CO3溶液,则加入试剂和操作不正确的是( )
A.粗盐粗盐水滤液精盐
B.粗盐粗盐水滤液精盐
C.粗盐粗盐水滤液精盐
D.粗盐粗盐水滤液精盐
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【题目】现有NaCl、Na2SO4和NaNO3的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现氯离子(Cl-)、硫酸根离子(SO42-)和硝酸根离子(NO3-)的相互分离,实验过程如下:
试剂3:Na2CO3;试剂4:硝酸
请回答下列问题:
(1)写出试剂②的名称______________。
(2)写出过量Na2CO3的目的是___________________________________________________。
(3)写出混合溶液D与过量硝酸反应的化学方程式:________________________________。
(4)写出操作④的名称______________。
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【题目】常温下将NaOH溶液添加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A. Ka2(H2X)的数量级为10-6
B. 曲线N表示pH与的变化关系
C. NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D. 当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(H+)=c(OH-)
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【题目】研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与[S2-]关系如下图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH=13时,溶液中的[H2S]+[HS-]=__________mol·L-1。
②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S,当溶液pH=____________时,Mn2+开始沉淀[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]。
(2)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
物质 | Ka1 | Ka2 |
H2SO3 | 1.3×10-2 | 6.3×10-8 |
H2CO3 | 4.2×10-7 | 5.6×10-11 |
①HSO的电离平衡常数表达式K=________。
②0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为____________________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为_________________________。
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