碳酸锂(Li2CO3)是制备锂电池的关键原料。研究小组采用下列方法在实验室制备碳酸锂,反应原理为2LiCl+2NH3+CO2+H2O═Li2CO3↓(白色)+2NH4Cl。
Ⅰ.制备氯化锂溶液
小组同学将4.8g氢氧化锂(LiOH)固体加入烧杯中,加入适量7.3%的盐酸,搅拌、静置、过滤,得到氯化锂溶液。
(1)计算上述操作中所用盐酸的质量是多少?
Ⅱ.研究小组采用图1装置制备碳酸锂,实验操作如下:
a.关闭K1,打开K2通入NH3,调节气流速率,待其稳定后,打开K1通入CO2;
b.待三颈烧瓶内出现较多Li2CO3固体时,关闭K2停止通NH3,一段时间后,关闭K1停止通CO2;
c.将三颈烧瓶内的反应混合物过滤、洗涤、干燥。
【资料】常温常压下,1体积水约能溶解700体积氨气,1体积水约能溶解1体积二氧化碳。
请回答下列问题:
(2)实验室用大理石和稀盐酸制取二氧化碳的化学方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;;
(3)饱和碳酸氢钠溶液的作用是 吸收CO2中的HCl气体,防止影响实验吸收CO2中的HCl气体,防止影响实验;
(4)研究小组在该实验中以氨水为原料制取氨气。氨水是氨气的水溶液,主要成分NH3•H2O,易挥发。NH3•H2O不稳定,受热易分解出氨气。将浓氨水滴加到固体烧碱上可以快速产生氨气,发生装置最好选用 CC(填序号),固体烧碱在此过程中的作用是 烧碱溶于水放出热量,促进氨水挥发(或烧碱溶于水放出热量,促进一水合氨分解出氨气,或氢氧化钠吸收了浓氨水中的水,促使氨水快速分解。)烧碱溶于水放出热量,促进氨水挥发(或烧碱溶于水放出热量,促进一水合氨分解出氨气,或氢氧化钠吸收了浓氨水中的水,促使氨水快速分解。)(任写一条)。
(5)打开K2通入NH3一段时间后,才打开K1通入CO2,原因是 NH3在水中溶解度比CO2大,先通入氨气后溶液呈碱性,利于吸收更多CO2NH3在水中溶解度比CO2大,先通入氨气后溶液呈碱性,利于吸收更多CO2。
(6)三颈烧瓶上连接的长颈漏斗的主要作用是 控制瓶内气压与外界大气压一致控制瓶内气压与外界大气压一致。
【答案】CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;;吸收CO2中的HCl气体,防止影响实验;C;烧碱溶于水放出热量,促进氨水挥发(或烧碱溶于水放出热量,促进一水合氨分解出氨气,或氢氧化钠吸收了浓氨水中的水,促使氨水快速分解。);NH3在水中溶解度比CO2大,先通入氨气后溶液呈碱性,利于吸收更多CO2;控制瓶内气压与外界大气压一致
【解答】
【点评】
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