人教版高中化学(二)化工工艺流程.docx

(二)化工工艺流程
1．锂辉石矿(主要含有LiAlSi2O6，还含有少量Fe2＋、Mg2＋)是主要锂源，现利用锂辉石矿制取LiBr，用于高级电池的电解质、医用镇静剂等。工艺流程如下：
(1)锂辉石中主要成分LiAlSi2O6改写为氧化物形式为__________________。
(2)工业选择石灰石进行“中和”而不选择纯碱主要考虑的是__________；在“除镁除铁(调节pH≈11)”步骤中得到的滤渣中含铁成分是__________；写出“除铝”所发生反应的离子方程式：_______________________________________________________。
(3)碳酸锂在水中的溶解度较小，其－lg Ksp与温度t关系如下表：
t/℃
0
10
20
30
40
50
60
70
80
－lg Ksp
1.44
1.53
1.63
1.71
1.80
1.90
2.00
2.21
2.43
由此可知碳酸锂在水中的溶解热效应ΔH______(填“>”或“＜”)0；加入纯碱试剂进行“沉锂”后，依次进行保温静置、________(填序号)。
①洗涤　②趁热过滤　③离心分离
(4)在“合成”中，碳酸锂粉末分次少量加入冰水中溶解，再加入尿素搅拌得到“料液”，料液中徐徐加入溴，控制pH＝5.0，反应生成LiBr和两种无色无味气体，写出化学方程式：_______________________________________________________________________________。
答案　(1)Li2O·Al2O3·4SiO2　(2)石灰石价廉易得　Fe(OH)3　AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓　(3)<　③②①　(4)3Li2CO3＋CO(NH2)2＋3Br2===6LiBr＋4CO2↑＋N2↑＋2H2O
解析　(2)工业选择石灰石进行“中和”而不选择纯碱是因为石灰石价廉易得，生产成本低；“除镁除铁”发生的反应为加入氢氧化钠溶液将溶液中铁离子、镁离子转化为氢氧化铁、氢氧化镁沉淀，铝离子转化为偏铝酸根离子；除铝发生的反应为加入适量稀硫酸，将溶液中的偏铝酸根离子转化为氢氧化铝沉淀，反应的离子方程式为AlO＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。
(3)由表格数据可知，碳酸锂的溶解度随着温度的升高而减小，说明碳酸锂在水中的溶解为放热过程，热效应ΔH<0；加入纯碱试剂进行沉锂后，为减少碳酸锂沉淀的损失，得到碳酸锂沉淀的操作为进行保温静置、离心分离、趁热过滤、洗涤。(4)由题意可知合成中发生的反应为碳酸锂粉末在低温条件下与尿素和溴反应生成溴化锂、二氧化碳和氮气，反应的化学方程式为3Li
2CO3＋CO(NH2)2＋3Br2===6LiBr＋4CO2↑＋N2↑＋2H2O。
2．五氧化二钒(V2O5)广泛用于冶金、化工等行业，用作合金添加剂、生产硫酸或石油精炼用的催化剂等。从废钒催化剂(含有K2SO4、V2O5、V2O4、SiO2、Fe2O3、NiO等)中回收钒，既能避免对环境的污染，又能节约宝贵的资源，回收工艺流程如下：
已知：①“酸浸”时V2O5和V2O4与稀硫酸反应分别生成VO和VO2＋。
②溶液中VO与VO可相互转化：