專題11元素化合物和基本理論綜合題1?碳酸鋰廣泛應用于化工、冶金等行業(yè)。工業(yè)上利用鋰輝石(Li2Al2Si4Ox)制備碳酸鋰的流程如下：已知：①CaCO難溶于水24②Li2CO3的溶解度(g/L)溫度/c010203040506080100LiCO231.541.431.331.251.171.081.010.850.72請回答下列問題：TOC\o"1-5"\h\z⑴鋰輝石(口^口^)可以用氧化物的形式表示其組成，形式為。硫酸化焙燒溫度不宜超過300°C，主要原因是；焙燒中硫酸用量控制在理論用量的115%左右，硫酸加入過多的副作用是。"深度凈化”時，加入適量NaCO的目的是。224"沉鋰”需要在95C以上進行，主要原因是。工業(yè)上，將LiCO粗品制備成高純LiCO的部分工藝如下：2323a.將LiCO溶于鹽酸作電解槽的陽極液，LiOH溶液做陰極液，兩者用離子選擇透過膜隔開,23用惰性電極電解。b.電解后向LiOH溶液中加入少量NHHCO溶液并共熱，過濾、烘干得高純43LiCO。23a中，陽極的電極反應式，宜選用("陽”或"陰”)離子交換膜。TOC\o"1-5"\h\zb中，生成Li2CO3反應的化學方程式是。【答案】LiO?AlO?4SiO溫度高于300C，硫酸揮發(fā)較多。增加后續(xù)藥品的消耗量2232除去Ca2+溫度越高，碳酸鋰溶解度越小，可以增加產(chǎn)率2Cl-—2e-==Cl陽22LiOH+NHHCOLiCO+2HO+NH432323【解析】鋰輝石加硫酸，浸取焙燒，氧化鋁'氧化鋰濬解，二氧化硅不反應，水浸時加入碳酸鈣，除去未反應的硫酸，同時調(diào)節(jié)溶液pH值，可以將AF節(jié)?；癁榕冢?巴3沉淀，過濾除去不滾物，濾酒再進行漆度凈化后主要為LhSCM.N32SO4；最后加入N曲5轉(zhuǎn)化為濬解度更小LijCOj析出?！?）鋰譯石（LhAhSiiCL）可以用氧化物的形式表示，其組成形式為：LhO-AhOsMSiChj⑵溫度低于2501Z,反應速率較慢，溫度高于300匸，硫酸揮發(fā)較多，反應溫度控制在250-30^,反應速率較快，避免硫酸揮發(fā)；硫酸如果加入過多，消耗的酸多，后續(xù)中還需要除去過量的硫酸，增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量、増加后續(xù)藥品的消耗量；⑶巧采度凈化駕寸，加入適量N^CiOi的目的是將鈣嘉子轉(zhuǎn)化為草釀鈣而除去；〔4）“沉鋰嚅要在乃匕以上進行，溫度越高,碳酸鋰濬解度降1■氐，減少碳酸鋰濬解，可以増加產(chǎn)率、0①電解池中陽極失去電子發(fā)生氧化反應，則3中陽極應該是滾滋中的氯離子放電，電極反應式是2Cl-_2eY14宜用陽離子交換膜，讓陽離子通過，陰離子不能通過；②陰極得到電子，則濬液中的氫離子放電，由于陰極氫離子放電，氫氧根離子濃度増大，而鋰高子向陰極移動，所以.電解后，潯液濃度増大。根據(jù)原子守恒可尹斷UOH滾液中加入少量附HCO3溶滋并共熱，除得到高純LhCOs外還有氨氣和水生成，反應的化學方程式為aiiOH+NHiHCOj—LhCO?+2H2O+NH3?。2．三氧化二鎳是一種重要的電子元件材料、蓄電池材料。工業(yè)上利用含鎳廢料（以鎳、鐵鈣、鎂合金為主）制取草酸鎳（NiC204?2屯0）,再高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳。已知草酸的鈣、鎂、鎳鹽均難溶于水。根據(jù)下列工藝流程示意圖回答問題。迸殊II心壯8\'X".3!IIII紳整?。蒉r(nóng)可一阿一臣卜両-1）操作1的名稱為（2）沉淀A為（用電子式表示）。（3）試劑B的名稱為，沉鎳后，濾液中CO2-的濃度為0.01mol/L,則殘留24在濾液中的c（Ni2+）二（已知K=4X10-10）。sp（4）NiC2O4?2H2O高溫煅燒制取三氧化二鎳的熱重曲線如右圖所示：T3溫度后，草酸鎳全部轉(zhuǎn)化為三氧化二鎳，則a為（保留一位小數(shù)）。T溫度發(fā)生反應的化學方程式為。2（5）高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳時會產(chǎn)生CO、C02、水蒸氣等混合氣體。某同學設計如下實驗流程進行檢驗。

現(xiàn)象^?土注4..澄清石灰水變渾濁TOC\o"1-5"\h\z①試劑1的化學式為。**11?**11?[:F:]Oi"[:F;]【答案】過濾*■*to[:F:]-Mg2*[:F:]■一?■'草酸或可溶性的草酸鹽4X10-8mol/L45.4NiCO?HO』=NiCO+HOCuSO吸收二氧化碳，避免對CO的檢2422424驗產(chǎn)生干擾【解析】〔1)分析框團：礒衢生成含銀、鐵、鈣、鎂離子的滾滋，加酸滾解，溶解金屬，除去不滾物過濾；[:F:]Ca2*[:F-〔2)滴中NH^F后生成的沉淀A為心已、礪“均為離子化合物，其電子式為-“、*??4[;F[:F:]”--5(3)在含有NQ+的濬液里滴扣草酸或可濬性的草酸鹽，生成草酸銀；已知■叫且?心也L,貝i」c(Ni2+)^xi(yi!moVL■⑷①草酸銀(NiGOraHj?在熱空氣中干燥脫水后生成NiC2O4,N1C2O4再發(fā)生氧化還原反應(Ni由+2榆升高到+3價，則C由+3價降低到+2價，結(jié)合原子守恒和電子守恒，可知生成汕26、8、g,發(fā)生反應的方程式為：2NiC2Ch^Ni!O3+3COT+CQIT；設原固體為1氓劉則根據(jù)原子守恒，完全分解后剩余固體的質(zhì)量為：[殛145.4g183^//ho/x2xi66g/mol=45.4g,則a%=100^門就％,解得a=45.4；②設固體總質(zhì)量為100卻?溫度時36剩余固體質(zhì)量8O.3g,原固體中含有水的質(zhì)量為：100gxl83xl00%=19.7g=100g-80.3g;明溫度時草^^(NiCjOi^O)完全分解失去結(jié)晶水，發(fā)生反應的化學方程式為NiQOrHjO基NiGCM+HjO；〔刃①混合氣體是否有水蒸氣時，需要先利用硫酸銅粉末檢殮是否有水，否則混合氣體通過水溶液時會帶出水蒸汽，則試劑1為CuSCM;②檢驗8前需要排除C6氣體的干擾，并干燥氣體,故堿石灰的作用是吸收二氧化碳，避免對CO的檢驗產(chǎn)生干擾。點睛：明確實驗原理及混合物分離提純的操作要點是解題關鍵，流程分析，鎳廢料(鎳、鐵、鈣、鎂合金為主)制取草酸鎳(NiC2O4?2H2O)，再高溫煅燒草酸鎳制取三氧化二鎳.鎳廢料加入酸溶解后過濾得到濾液中含有亞鐵離子、鈣離子、鎂離子、鎳離子，加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入碳酸鈉溶液調(diào)節(jié)溶液的PH,使鐵離子全部沉淀，過濾后的濾液在加入NH4F沉淀鈣離子和鎂離子，過濾得到溶液含有捏離子的溶液，在溶液中加入草酸生成草4酸鎳，蒸發(fā)濃縮結(jié)晶析出晶體為目標產(chǎn)物NiC2O4?2屯0。3．下面是工業(yè)上以含金、銀、鉑、銅的金屬廢料提取金、銀、鉑的工藝流程。

亠過至點NH3NjHjTOC\o"1-5"\h\z4/廠適去旳2濫誡hH(nh狂申而耳需「|白邑囲怵|~~適去旳2濫誡hH(nh狂申而耳需已知：溶液I中鉑和金形成化合物為H和屯。濃鹽酸物質(zhì)濃度：12mol/L，密度1.179g/cm3；濃硝酸質(zhì)量分數(shù)約為65%，密度約為1.4g/cm3寫出NHC1的電子式。4操作I中金屬廢料應該連接電源的—極，若另一極采用純銅，該過程的工業(yè)名稱為3)依據(jù)信息和所學知識，王水配制的具體操作為。(4)通入SO的作用是，SO不能通入過量的原因是。225)陽極泥與王水反應，硝酸被還原為NO，請寫出其中一個反應的化學方程式由銀制備銀-氯化銀參比電極的工作原理如圖所示。一段時間后與A連接的電極就會被氯化銀覆蓋，當乙池中產(chǎn)生0.2g氣體時，甲池溶液質(zhì)量變化為。答案】中，不斷用玻璃棒攪拌。悚電怨質(zhì)子丄抉誤乙正粗銅的精煉取一體積濃硝酸慢慢倒入到三體積濃鹽酸將金從溶液中還原出來防止金屬鉑被還原答案】中，不斷用玻璃棒攪拌。悚電怨質(zhì)子丄抉誤乙正粗銅的精煉取一體積濃硝酸慢慢倒入到三體積濃鹽酸將金從溶液中還原出來防止金屬鉑被還原Au+HNO+4HCl=H+N0f+2H0(3Pt+4HN0+18HCl=3H+4N0f+8HO323223Ag+HNO+3HCl=3AgCl；+NOf+2HO)減少7.3gll:N:H[:九]【解析】〔1)NH^Cl是高子化合物，電子式為L%」".(2)電解后產(chǎn)生,藍色溶滋，說明銅失去電子，轉(zhuǎn)化為銅離子，則操作I中金屬廢料應該連接電源的正極，2陽極；若另一極采用純銅，該過程的工業(yè)名稱再粗銅的精煉。⑶無水是濃鹽酸和濃硝酸按照體積比3：1混合而成，所以王水配制的具體操作為取一體積濃硝酸慢慢倒入到三體積濃鹽酸中，不斷用玻璃棒攬拌。〔4)S6具有還原性，因此通入S5的作用是將金從滾液姬原出來；由于在反應中不能還原鉗，所以S6不能通入過量的原因是防止金屬鉗被還原。(5)陽極泥與王水反應，硝酸被還原為NO,反應的化學方程式為Au+HNO3-HHd=H[AuCIi]+NOT+2HjO或3PH4HNO3-18HC1二3lh[PrCh]-4NOT+8H3O或3Ag+HNOj+3HCl二3ASC11+NOT+2H2OO(6)要制備銀-氯化銀參比電極，則甲中電極是陽極，銀失去電子轉(zhuǎn)化為氯化銀，即Ag-e_+Cl_=AgClc乙池是氫離子放電；&2g氣休是氫氣，物質(zhì)的量是O.lmob根據(jù)電子得失守恒可知消耗氯離子是0.2mol;同時還有0.2mol氫離子從甲池移動到乙池，因此甲池滾液質(zhì)量變化為減少了d品點睛：該題的易錯點是電解的有關計算，答題時滾滋忽視甲池中氫離子的變化。關于電化學的有關計算需要注意以下幾點：①根據(jù)電子守恒計算：用于串聯(lián)電路中陰陽兩極產(chǎn)物、正員兩極產(chǎn)物、相同電量等類型的計算，其依據(jù)是電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)相等。②根據(jù)總反應式計算：先寫出電極反應式，再寫出總反應式,最后根據(jù)總反應式列出比例式計算。③根據(jù)關系式計算：根據(jù)得失電子守恒定律關系建立起已知量與未知量之間的橋梁，構(gòu)建計算所需的關系式。4?銻白(也O3)在工業(yè)中有著廣乏的作用。用輝銻礦(主要成分為S叭還含有少量SiO2)制備銻白的兩種工藝如下：火法制取銻白，是將輝銻礦裝入氧化爐的坩堝中，高溫使其熔化后通入空氣，充分反應后，經(jīng)冷卻生成銻白。寫出火法制取銻白的化學方程式：。濕法制取銻白的工藝流程如圖：FeCbAftSW加水II1―挖出一?還應一眾會一說試一洗濤一―9￡3已知：①Sb3+與Fe2+的氧化性強弱相當②常溫下：化合物Fe(OH)2Fe(OH)3Sb(OH)3Ksp近似值8X10-164X10-264X10-42也。3為白色粉末，不溶于水，溶于酸和強堿。水解時保持溶液的c(H+)=0.1?0.3mol/L1）浸出是將輝銻礦溶于FeCl3溶液，請寫出其中發(fā)生的氧化還原反應離子方程式。濾渣的成分為（2）采用鐵粉作為還原劑進行還原，其目的是除去溶液中的離子（填離子符號），還原反應結(jié)束后，可用溶液來檢驗還原是否徹底。（3）SbCl2是無色晶體，100升華，分子中所有原子都達到8e-穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，請寫出SbCl2的電子式。水解是利用SbCl2的水解反應制取Sb203（SbCl2的水解分為多步），其反應可以簡單表示為：SbCl+3H0亍二Sb（OH）+3HC1，2Sb（0H）=SbO+3H3222232為了促進水解趨于完全，可采取的措施（填兩點）：（4）簡述檢驗沉淀是否洗凈的實驗方法：。（5）若不加鐵還原，則最終所得銻白的產(chǎn)率將（填“增大”、“減小”或“不變”）?！敬鸢浮?SbS+9O=2SbO+6SOSbS+6Fe3+=3S+6Fe2++Sb3+S、SiOFe3+KSCN溶232232232?*?*液加大量的水,加熱或加氨水（不能加氫氧化鈉）取最后一次洗滌液少量于試管中,加硝酸酸化的硝酸銀溶液,若未出現(xiàn)渾濁則證明沉淀已洗干凈,反之則沒有。增大【解析】L將褲謠礦住要成分為嘶,還含有少量沁）裝入氧化爐的均埸中，高溫使其熔化后通入空氣，充分反應后，經(jīng)冷卻生成鎬白（S也同時硫元素被氧化為二氧化硫，反應的化學方程式為2S6S汁心SSbaOj+eSOj,故答案為：裁+如2=能血0汁6$6：II一〔1）浸出是將輝殊礦濬于FeCb溶液，氯化鐵將$也空氧化，發(fā)生的氧化還原反應離子方程式為Sb2S3-6F^+=3S+6FM++SF+,濾渣中主要含有生成的硫和未滾解的二氧化硅，故答案為::S.SiC切（2）鐵粉能夠?qū)⑽捶磻蔫F離子還原，還原反應結(jié)束后，可用KSCN濬液來檢殮還原是否徹底，故答案為：FM+]KSCN>a液；（3）SbCh是無色晶體，100升華，說明是共價化合物，分子中所有原子都達到8e■穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，SbCh的電子式為*4**4*!?：^：**\水解是利用帥旣的水解反應屬于吸熱反應，Sbdj巧曲。=Sb（OH）2+3HCl,44**?*2Sb（O也尸S65+3曲6加大量的水或加熱或加氨水，都可以促進水解趨于完全，故答案為：扣大量的水,加熱或加氨水⑷根據(jù)流程團，沉淀上可能吸附氯離子，因此具有沉淀發(fā)生洗滌干凈，可以.取最后一次洗滌液少量于試管中，加硝酸酸化的硝酸銀濬滋，若未出現(xiàn)洱濁則證明沉淀已洗干凈,反之則沒有，故答案為：取最后一次洗滌液少量于試管中，加硝酸酸化的硝酸銀濬液，若未出現(xiàn)澤濁則證明沉淀已洗干凈，反之則沒有；（5）若不加鐵還原，鐵離子水解常數(shù)氫氧化鐵沉淀，導致最終所得錦白的產(chǎn)率偏大，故答案為：増大。5.高純氧化鎂具有優(yōu)良的性能，廣泛應用于各種材料。以某廠工業(yè)廢液（主要成分為MgCl2,含有少量Fe2+、Fe3+、Me+等)為原料制備高純氧化鎂的流程如下:若要求產(chǎn)品盡量不含雜質(zhì)，而且生產(chǎn)成本較低，請根據(jù)下表提供的數(shù)據(jù)作答。25C時，生成氫氧化物沉淀的pH原料價格表物質(zhì)開始沉淀的pH沉淀完全的pH物質(zhì)價格/(元?噸-1)Mg(OH)210.011.0漂液(含25.5%NaClO)450Mn(OH)2&39.8雙氧水(含30%HO)2400Fe(OH)27.69.6燒堿(含98%NaOH)2100Fe(OH)32.73.7純堿(含99.5%NaCO)600(1)漂液中NaClO的電子式為；雙氧水中H2O2的結(jié)構(gòu)式為TOC\o"1-5"\h\z25°C時，K=。sp“氧化”時，所加試劑X的最佳選擇為，該步反應的離子方程式為試劑Y的俗稱為;“調(diào)節(jié)pH=9.8”的目的為。(5)“煮沸”時，反應的化學方程式為。常溫下，取一定量的試劑Z,加水稀釋成1.0L0.2mol?L-i的溶液；再向其中緩慢通入0.05mol氣體A充分反應后，所得溶液中各