Question

鋰在原子能工業中占有十分獨特的地位，被譽為“高能金屬”．它推動著能源工業，尤其是電池技術的發展，無愧于“能源金屬”和“推動世界前進的金屬”的稱號．
Ⅰ．探究金屬鋰的制備
工業上用硫酸與β-鋰輝礦（LiAlSi₂0₆和少量鈣鎂雜質）在250～300℃反應，生成Li₂SO₄以及硅鋁化合物、MgSO₄等，請回答下列問題：

（1）LiAlSi₂0₆的組成用氧化物的形式表示為

 

；
（2）沉淀X的主要成分是（寫化學式）

 

；
（3）鋰和氫氣在加熱時能反應生成白色固體氫化鋰，氫化鋰遇到水就立即溶解并釋放出大量的氣體．試寫出氫化鋰遇水反應的化學方程式：

 

；
（4）將鹽酸與Li₂CO₃，完全反應后的溶液，加熱蒸干得到固體，再將其熔融電解生產鋰．電解時產生的氯氣中會混有少量氧氣，原因是

 

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Ⅱ探究金屬鋰的應用
（5）Li-SOCl₂電池可用于心臟起搏器．該電池的電極材料分別為鋰和碳，電解液是LiAlCl₄-SOCl₂電池的總反應為：4Li+2SOCl₂═4LiCl+S+SO₂↑．請回答下列問題：
①電池的正極上發生的電極反應為

 

；
（6）實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成．如果把少量水滴到SOCl₂中，實驗現象是出現白霧，有刺激性氣味的氣體生成，反應的化學方程式為

 

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Answer 1

分析：（1）將硅酸鹽寫成二氧化硅和其它氧化物形式，照例而行，保證原子總數，化合價不變，按化合價分別寫化學式，如有多個原子，在前面加上系數，使之成為倍數；
（2）溶液中含有鈣離子、鎂離子；
（3）氫化鋰遇到水就立即溶解并釋放出大量的氣體，分析判斷為氫氣，依據氧化還原反應的實質分析書寫；
（4）LiCl溶液加熱蒸干，LiCl水解生成的LiOH，受熱分解產生Li₂O，電解Li₂O的熔融物得到氧氣；
（5）①正極發生還原反應，電極方程式為：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂；
（6）SOCl₂與水反應生成SO₂和HCl．

解答：解：（1）LiAlSi₂O₆可表示為：Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂，
故答案為：Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂；
（2）MgSO₄能與氫氧化鈣反應生成Mg（OH）₂沉淀；氫氧化鈣能與碳酸鈉反應生成碳酸鈣沉淀，所以沉淀X的主要成份的化學式是CaCO₃和Mg（OH）₂，
故答案為：CaCO₃、Mg（OH）₂；
（3）鋰和氫氣在加熱時能反應生成白色固體氫化鋰，氫化鋰遇到水就立即溶解并釋放出大量的氣體，是氫化鋰和水反應生成氫氣和氫氧化鋰，
反應的化學方程式為：LiH+H₂O═LiOH+H₂↑，
故答案為：LiH+H₂O═LiOH+H₂↑；
（4）LiCl溶液加熱蒸干，LiCl水解生成LiOH，受熱分解產生Li₂O，實際上電解的是LiCl和Li₂O的熔融混合物，
故答案為：加熱蒸干LiCl溶液時，LiCl有少量水解生成LiOH，受熱分解產成Li₂O，電解時產生O₂；
（5）SOCl₂為氧化劑，正極發生還原反應，電極方程式為：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+S+SO₂，
故答案為：2SOCl₂+4e^-═4Cl^-+SO₂+S；
（6）實驗室中常用NaOH溶液吸收SOCl₂，有Na₂SO₃和NaCl生成，可知SOCl₂與水反應生成SO₂和HCl，反應的方程式為SOCl₂+H₂O═SO₂↑+2HCl↑，生成氣體具有刺激性并形成酸霧，
故答案為：SOCl₂+H₂O═SO₂↑+2HCl↑．

點評：本題考查金屬的冶煉、電解原理、氧化物的寫法等，難度中等，注意氧化物的書寫方法：將硅酸鹽寫成二氧化硅和其它氧化物形式，照例而行，保證原子總數，化合價不變，按化合價分別寫化學式，如有多個原子，在前面加上系數，使之成為倍數．