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工业上以锂辉石(Li2O?Al2O3?4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂.其部分工艺流程如下:

已知:①Li2O?Al2O3?4SiO2+H2SO4(浓)数学公式Li2SO4+Al2O3?4SiO2?H2O↓
②某些物质的溶解度(S)如下表所示:
T/℃20406080
S(Li2CO3)/g1.331.171.010.85
S(Li2SO4)/g34.232.831.930.7
③从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如图所示:

(1)请依次写出在括号内加入试剂的化学式______、______.
(2)请依次写出方框中所得到物质的化学式______、______.
(3)步骤Ⅰ中反应的离子方程式是______.
(4)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3.向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)______.
(5)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是______.
(6)氧化铝在工业上用作高温耐火材料,制耐火砖、坩埚、瓷器、人造宝石等,同时氧化铝也是炼铝的原料.写出用氧化铝炼铝的化学方程式:______.

解:(1)锂辉石(Li2O?Al2O3?4SiO2,含少量Ca、Mg元素),加入硫酸浸出发生的反应为:Li2O?Al2O3?4SiO2+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3?4SiO2?H2O↓,推断滤渣是Al2O3?4SiO2?H2O,分离得到氧化铝可以先加入盐酸溶解氧化铝,二氧化硅不反应,过滤得到氯化铝溶液,加入过量一水合氨会完全沉淀铝离子生成氢氧化铝沉淀,过滤得到沉淀灼烧得到氧化铝,故答案为:HCl;NH3?H2O;
(2)依据(1)所选试剂结合流程图判断为加入盐酸溶解后得到氯化铝溶液,加入一水合氨得到沉淀氢氧化铝,
故答案为:AlCl3;Al(OH)3;
(3)步骤Ⅰ中反应氧化铝溶解于盐酸生成氯化铝和水的反应,反应的离子方程式为:Al2O3+6H+=Al3++3H2O,
故答案为:Al2O3+6H+=Al3++3H2O;
(4)石灰乳是氢氧化钙,提供氢氧根离子和钙离子,更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子,
故答案为:增加Ca2+、OH-的浓度,有利于Mg(OH)2、CaCO3的析出;
(5)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”,图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小,减少沉淀的损失,
故答案为:Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li2CO3的损失;
(6)工业上利用加入冰晶石的氧化铝熔融电解得到铝和氧气,反应的化学方程式为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑,
故答案为:2Al2O3(熔融)4Al+3O2↑.
分析:(1)结合锂辉石成分,依据流程图反应关系分析可知滤渣是Al2O3?4SiO2?H2O,加入盐酸,氧化铝溶解为氯化铝,二氧化硅不反应,过滤得到滤液中加入一水合氨生成氢氧化铝沉淀,灼烧得到氧化铝;
(2)依据流程图反应关系分析可知滤渣是Al2O3?4SiO2?H2O,加入盐酸,氧化铝溶解为氯化铝,二氧化硅不反应,过滤得到滤液中加入一水合氨生成氢氧化铝沉淀,灼烧得到氧化铝;
(3)步骤Ⅰ中反应是氧化铝溶解于盐酸生成氯化铝和水;
(4)石灰乳是氢氧化钙,提供氢氧根离子和钙离子,更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子;
(5)依据图表分析可知碳酸锂溶解度随 温度升高减小;
(6)工业上电解熔融的氧化铝生成铝和氧气.
点评:本题考查了物质生产流程的分析判断,流程分析,物质性质的应用是解题关键,主要是铝及其化合物性质的应用,氧化铝的提取方法,题目难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源:2013届山西省忻州一中高三第一次月考化学试卷(带解析) 题型:填空题

(12分)工业上以锂辉石(Li2O·A12O3·4SiO2,含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下:

已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 +H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。

T/℃
20
40
60
80
S(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
S(Li2SO4)/g
34.2
32.8
31.9
30.7
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中最佳反应的离子方程式是____________________________。

(2)已知滤液1中的主要离子为Li+、Mg2+、Ca2+、SO42-,滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述,并写离子方程式)
__________________________________________________________________。
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是      。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
① a中,阳极的电极反应式是______________________________________。
②b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是______________________________。

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科目:高中化学 来源:2012-2013学年山西省高三第一次月考化学试卷(解析版) 题型:填空题

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已知:① Li2O·Al2O3·4SiO2 +H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓

② 某些物质的溶解度(S)如下表所示。

T/℃

20

40

60

80

S(Li2CO3)/g

1.33

1.17

1.01

0.85

S(Li2SO4)/g

34.2

32.8

31.9

30.7

(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中最佳反应的离子方程式是____________________________。

(2)已知滤液1中的主要离子为Li+、Mg2+、Ca2+、SO42-,滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述,并写离子方程式)

__________________________________________________________________。

(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是        。

(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下。

a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。

b.电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,过滤、烘干得高纯Li2CO3。

① a中,阳极的电极反应式是______________________________________。

② b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是______________________________。

 

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