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。
高三化学工业流程中等难度题
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。
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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。
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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。
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以含锂电解铝废渣(主要成分为LiF、AlF3、NaF,少量CaO等)为原料,生产碳酸锂的工艺流程如下:(已知:常温下,LiOH可溶于水,Li2CO3微溶于水)
(1)含锂电解铝废渣与浓硫酸在200~400 ℃条件下反应2 h,加水浸取后过滤,得到的滤渣主要成分是________(填化学式)。
(2)流程中浸取后的过滤操作需要趁热在恒温装置中进行,否则会导致Li2SO4的收率下降,原因是________________。(已知部分物质的溶解度数据见下表)
(3)40℃下进行碱解反应,得到粗碳酸锂与氢氧化铝的混合滤渣,生成氢氧化铝的离子方程式为_______________________。
(4)苛化过程中加入的氧化钙将不溶性的碳酸锂转化成氢氧化锂溶液。若氧化钙过量,则可能会造成_____________________。
(5)碳化反应中,CO2的吸收采用了气、液逆流的方式,这样做的优点是________。整个工艺流程中可以循环利用的物质有________。
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Li2CO3是生产锂电池的重要原料,电解铝废渣(主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等物质)可用于制备Li2CO3。
已知:①Li2CO3的溶解度:0 ℃ 1.54 g;20 ℃ 1.33 g;80 ℃ 0.85 g。
②20 ℃,Ksp[Ca3(PO4)2]=2×10-33,Ksp(CaHPO4)=1×10-7。
(1)在加热条件下酸浸,反应生成能腐蚀玻璃的气体,写出AlF3发生反应的化学方程式:______。
(2)滤渣B的主要成分是________。
(3)“转化”后所得LiHCO3溶液中含有的Ca2+需要加入Li3PO4除去。除钙步骤中其他条件不变,反应相同时间,温度对除钙率和Li2CO3产率的影响如右图所示。
①随着温度升高最终Li2CO3的产率逐渐减小的原因是___________。
②当温度高于50 ℃时,除钙率下降的原因可能是__________________。
(4)热分解后,获得Li2CO3需趁热过滤的原因是_______________________。
(5)将酸浸时产生的气体通入Al(OH)3和Na2SO4溶液的混合物中可产生难溶物冰晶石(Na3AlF6),该反应的离子方程式为_______________________________________。
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以含锂电解铝废渣(主要成分为LiF、AlF3、NaF,少量CaO等)为原料,生产高纯度LiOH的工艺流程如图:(已知:常温下,LiOH可溶于水,Li2CO3微溶于水)
(1)含锂电解铝废渣与浓硫酸在200~400℃条件下反应2h。“滤渣1”主要成分是___(填化学式)。
(2)“过滤2”需要趁热在恒温装置中进行,否则会导致Li2SO4的收率下降,原因是___。
(已知部分物质的溶解度数据见下表)
温度/℃ | Li2SO4/g | Al2(SO4)3/g | Na2SO4/g |
0 | 36.1 | 31.2 | 4.9 |
10 | 35.4 | 33.5 | 9.1 |
20 | 34.8 | 36.5 | 19.5 |
30 | 34.3 | 40.4 | 40.8 |
40 | 33.9 | 45.7 | 48.8 |
(3)40°C下进行“碱解”,得到粗碳酸锂与氢氧化铝的混合滤渣,生成氢氧化铝的离子方程式为___;若碱解前滤液中c(Li+)=4mol•L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率到99%,则“滤液2”中c(CO32-)=___mol•L-1。[Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]
(4)“苛化”过程,若氧化钙过量,则可能会造成___。
(5)整个工艺流程中可以循环利用的物质有___。
(6)“电解”原理如图所示。“碳化”后的电解液应从(填“a”或“b”)___口注入。阴极的电极反应式为___。
(7)高纯度LiOH可转化为电池级Li2CO3。将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为___。
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以含锂电解铝废渣(主要成分为LiF、AlF3、NaF,少量CaO等)为原料,生产高纯度LiOH的工艺流程如图:(已知:常温下,LiOH可溶于水,Li2CO3微溶于水)
(1)含锂电解铝废渣与浓硫酸在200~400℃条件下反应2h。“滤渣1”主要成分是___(填化学式)。
(2)“过滤2”需要趁热在恒温装置中进行,否则会导致Li2SO4的收率下降,原因是___。
(已知部分物质的溶解度数据见下表)
温度/℃ | Li2SO4/g | Al2(SO4)3/g | Na2SO4/g |
0 | 36.1 | 31.2 | 4.9 |
10 | 35.4 | 33.5 | 9.1 |
20 | 34.8 | 36.5 | 19.5 |
30 | 34.3 | 40.4 | 40.8 |
40 | 33.9 | 45.7 | 48.8 |
(3)40°C下进行“碱解”,得到粗碳酸锂与氢氧化铝的混合滤渣,生成氢氧化铝的离子方程式为___;若碱解前滤液中c(Li+)=4mol•L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率到99%,则“滤液2”中c(CO32-)=___mol•L-1。[Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]
(4)“苛化”过程,若氧化钙过量,则可能会造成___。
(5)整个工艺流程中可以循环利用的物质有___。
(6)“电解”原理如图所示。“碳化”后的电解液应从(填“a”或“b”)___口注入。阴极的电极反应式为___。
(7)高纯度LiOH可转化为电池级Li2CO3。将电池级Li2CO3和C、FePO4高温下反应,生成LiFePO4和一种可燃性气体,该反应的化学方程式为___。
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锰酸锂(LiMn2O4)是新型锂离子电池常用的正极材料。工业上以软锰矿浆为原料可制备锰酸锂,同时制得副产品MnSO4·H2O晶体,其流程如图所示。
已知:(1)软锰矿浆的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3,MgO、Al2O3,CaO,SiO2等杂质。
(2)温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度升高而逐渐降低。
(3)有关物质的溶度积常数如下表:
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为_____。该过程中,为提高软锰矿中MnO2的浸出率,下列措施可行的有_____(填字母)。
A.不断搅拌,使SO2和软锰矿浆充分接触
B.增大通入SO2的流速
C.适当升温
D.减少软锰矿浆的进入量
(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是_____。
(3)第2步除杂,主要是将Ca2+,Mg2+转化为相应的氟化物沉淀除去,其中MnF2除去Mg2+反应的离子方程式为MnF2(s)+Mg2+(aq)=Mn2+(aq)+MgF2(s),该反应的平衡常数为_____。
(4)图中的一系列操作指的是_____。
(5)将MnO2和Li2CO3按4:1的物质的量之比配料,混合搅拌,然后高温煅烧600~750℃,制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式:_____。
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锰酸锂(LiMn2O4)是新型锂离子电池常用的正极材料。工业上以软锰矿浆为原料可制备锰酸锂,同时制得副产品MnSO4·H2O晶体,其流程如图所示。
已知:(1)软锰矿浆的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3,MgO、Al2O3,CaO,SiO2等杂质。
(2)温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度升高而逐渐降低。
(3)有关物质的溶度积常数如下表:
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为_____。该过程中,为提高软锰矿中MnO2的浸出率,下列措施可行的有_____(填字母)。
A.不断搅拌,使SO2和软锰矿浆充分接触
B.增大通入SO2的流速
C.适当升温
D.减少软锰矿浆的进入量
(2)第1步除杂中加入H2O2的目的是_____。
(3)第2步除杂,主要是将Ca2+,Mg2+转化为相应的氟化物沉淀除去,其中MnF2除去Mg2+反应的离子方程式为MnF2(s)+Mg2+(aq)=Mn2+(aq)+MgF2(s),该反应的平衡常数为_____。
(4)图中的一系列操作指的是_____。
(5)将MnO2和Li2CO3按4:1的物质的量之比配料,混合搅拌,然后高温煅烧600~750℃,制取产品LiMn2O4。写出该反应的化学方程式:_____。
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冰晶石又名六氟铝酸钠(Na3A1F6)白色固体,微溶于水,常用作电解铝工业的助熔剂。工业上用萤石(主要成分是CaF2)、浓硫酸、氢氧化铝和碳酸钠溶液通过湿法制备冰晶石,某化学实验小组模拟工业上制取Na2AlF6的装置图如下(该装置均由聚四氟乙烯仪器组装而成)。
已知:CaF2+H2SO4CaSO4+2HF↑
(1)实验仪器不能使用玻璃仪器的原因是_____________(用化学方程式表示)。
(2)装置III的作用为______________________。
(3)在实验过程中,装置II中有CO2气体逸出,同时观察到有白色固体析出,请写出该反应的离子反应方程式:__________________。
(4)在实验过程中,先向装置II中通入HF气体,然后再滴加Na2CO3溶液,而不是先将Na2CO3和A1(OH)3混合后再通入HF气体,其原因是_______________。 .
(5)装置II反应后的混合液经过过滤可得到Na3A1F6晶体,在过滤操作中确定沉淀已经洗涤干净的方法是_____________________。
(6)在电解制铝的工业生产中,阳极的电极反应式为_____________。
(7)萤石中含有少量的Fe2O3杂质,可用于装置I反应后的溶液来测定氟化钙的含量。具体操作如下:取8.0 g萤石加入装置I中,完全反应后,将混合液加稀释,然后加入足量的KI固体,再以淀粉为指示剂,用0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,当出现_________现象时,到达滴定终点,消耗Na2S2O3标准溶液40.00mL,则萤石中氟化钙的百分含量为______________。(已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-)
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