Question

【題目】鋰、錳兩種金屬用途很廣。

（1）手機(jī)電池中存在LiMnO2，已知鋰元素顯+1價(jià)，則錳元素的化合價(jià)為___。電池充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為__（填字母）：A．機(jī)械能 B．化學(xué)能 C．熱能

（2）鋰、錳的碳酸鹽也有廣泛的用途。

Ⅰ.粗碳酸鋰（含有Na+、K+、Ca2+等雜質(zhì)離子）制備高純碳酸鋰的工藝流程如下：（已知碳酸鋰能與水、二氧化碳反應(yīng)生成碳酸氫鋰，碳酸氫鋰不穩(wěn)定，受熱后會(huì)分解為碳酸鋰）

碳酸鋰易溶于水，碳酸鋰溶解度與溫度的關(guān)系見下表：

溫度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	1.54	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72

①漿料“酸化”時(shí)，溫度不宜超過(guò)25℃的主要原因是______。判斷酸化過(guò)程已經(jīng)結(jié)束的明顯現(xiàn)象為______。

②“蒸發(fā)”時(shí)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。母液循環(huán)次數(shù)對(duì)純度、產(chǎn)率的影響如圖1所示，循環(huán)不宜超過(guò)______次，主要原因是______。

③為了獲得較多高純Li2CO3，過(guò)濾Ⅱ后用______（填“熱水”或“冷水”）洗滌沉淀2-3次，并干燥。其原因是____。

Ⅱ.MnCO3可用作電訊器材元件材料,還可用作瓷釉、顏料及制造錳鹽的原料。實(shí)驗(yàn)室模擬以MnO2為原料生產(chǎn)MnCO3的工藝流程如下:

已知：MnCO3難溶于水和乙醇，受熱易分解。

①檢驗(yàn)水洗是否完全的方法是______。

②水洗結(jié)束后，用乙醇洗滌的目的是______。

③MnCO3在空氣中加熱易轉(zhuǎn)化為不同價(jià)態(tài)的錳的氧化物，其固體殘留率隨溫度的變化如下圖所示。通過(guò)計(jì)算可知，300℃時(shí)，剩余固體中n(Mn)∶n(O)=1:2，即可認(rèn)為A物質(zhì)化學(xué)式為MnO2，同時(shí)測(cè)得反應(yīng)生成了二氧化碳，請(qǐng)寫出0～300℃發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______。圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為_____(填化學(xué)式，并寫出計(jì)算過(guò)程)。

Answer 1

【答案】 +3 B 溫度升高，二氧化碳的溶解性變?nèi)�，二氧化碳的利用率�?huì)降低（或溫度升高，Li2CO3的溶解度會(huì)降低，利用率會(huì)降低； 溫度升高，LiHCO3會(huì)分解，轉(zhuǎn)化率降低。任寫一個(gè)都給分） 漿料變得澄清 2LiHCO3Li2CO3+CO2↑+H2O 3 3次循環(huán)后，雜質(zhì)累積，濃度變大析出，產(chǎn)品的純度變低 熱水，溫度越高，Li2CO3溶解度越小，熱水可減少Li2CO3的溶解 取最后一次洗滌液1～2mL于試管中，向其中滴加BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈。 便于晶體在低溫下快速晾干 2MnCO3+O22MnO2+2CO2 MnO、Mn3O4

【解析】（1）化合物中各元素化合價(jià)的代數(shù)和為零。設(shè)LiMnO2中錳元素的化合價(jià)為x。（+1）+x+（-2）×2=0，解得x=+3。電池充電時(shí)是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。（2）Ⅰ.①溫度升高，二氧化碳的溶解度減小，二氧化碳的利用率會(huì)降低（或溫度升高，Li2CO3的溶解度會(huì)減小，利用率會(huì)降低；或溫度升高，LiHCO3會(huì)分解，轉(zhuǎn)化率降低。）。判斷酸化過(guò)程已經(jīng)結(jié)束的明顯現(xiàn)象為漿料變得澄清。②因?yàn)樘妓釟滗嚥环�(wěn)定，受熱后會(huì)分解，所以蒸發(fā)時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2LiHCO3Li2CO3+CO2↑+H2O；由母液循環(huán)次數(shù)對(duì)純度、產(chǎn)率的影響圖可知，循環(huán)不宜超過(guò)3次，3次循環(huán)后，雜質(zhì)累積，濃度變大析出，產(chǎn)品的純度變低。③為了獲得較多高純Li2CO3，過(guò)濾Ⅱ后用熱水洗滌沉淀2-3次，并干燥，原因是溫度越高，Li2CO3溶解度越小，熱水可減少Li2CO3的溶解。Ⅱ.①檢驗(yàn)水洗是否完全的方法是取最后一次洗滌液1～2mL于試管中，向其中滴加BaCl2溶液，若無(wú)白色沉淀生成，則表明已洗滌干凈。②水洗結(jié)束后，用乙醇洗滌的目的是因?yàn)橐掖季哂袚]發(fā)性，便于晶體在低溫下快速晾干。③因?yàn)?00℃時(shí)，剩余固體是MnO2，同時(shí)生成二氧化碳，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2MnCO3+O22MnO2+2CO2；設(shè)MnCO3的質(zhì)量為115g,B點(diǎn)剩余固體的質(zhì)量為115g×66.38%=76.337g,因?yàn)镸n元素的質(zhì)量為55g,則氧元素的質(zhì)量為76.337g-55g=21.337g,則n(Mn):n(O)=:=3:4，故剩余固體的成分是Mn3O4；D點(diǎn)剩余固體的質(zhì)量為115g×61.74%=71g，根據(jù)錳元素的質(zhì)量守恒知，m（Mn）=55g，則m（O）=71g-55g=16g,則n(Mn):n(O)=:=1:1,故剩余固體的成分是MnO，所以圖中點(diǎn)D對(duì)應(yīng)固體的成分為Mn3O4和MnO。