Question

6．碳酸鋰（相對(duì)分子質(zhì)量74）廣泛應(yīng)用于化工、冶金、陶瓷、醫(yī)藥、制冷、焊接、鋰合金等行業(yè)．制備流程如下：

已知：碳酸鋰的溶解度為（g/L）

溫度/℃	0	10	20	30	40	50	60	80	100
Li2CO3	1.54	1.43	1.33	1.25	1.17	1.08	1.01	0.85	0.72

（1）鋰輝石（Li₂Al₂Si₄O_x）可以用氧化物的形式表示其組成，形式為L(zhǎng)i₂O•Al₂O₃•4SiO₂
（2）硫酸化焙燒工業(yè)反應(yīng)溫度控制在250～300℃，主要原因是防止?jié)饬蛩嵴舭l(fā)；同時(shí)，硫酸用量為理論耗酸量的115%左右，硫酸如果加入過(guò)多則C（填入選項(xiàng)代號(hào)）．
A．增加酸消耗量 B．增加后續(xù)雜質(zhì)的處理量 C．增加后續(xù)中和酸的負(fù)擔(dān)
（3）水浸時(shí)，需要在攪拌下加入石灰石粉末的主要作用是中和過(guò)量的濃硫酸
（4）“沉鋰”的化學(xué)方程式為L(zhǎng)i₂SO₄+Na₂CO₃=Li₂CO₃↓+Na₂SO₄
（5）“沉鋰”需要在95℃以上進(jìn)行，主要原因是Li₂CO₃的溶解度小，得到的Li₂CO₃多．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0確定x的值，硅酸鹽改為氧化物形成，按照活潑金屬氧化物、較不活潑金屬氧化物、二氧化硅、水順序書(shū)寫(xiě)，注意氧化物形式與鹽中原子數(shù)目關(guān)系對(duì)應(yīng)；
（2）根據(jù)流程圖中標(biāo)注的濃硫酸的沸點(diǎn)分析，硫酸如果加入過(guò)多會(huì)增加調(diào)節(jié)pH值時(shí)的耗堿量；
（3）水浸時(shí)，需要在攪拌下加入石灰石粉末中和調(diào)節(jié)pH值；
（4）硫酸鋰和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋰和硫酸鈉；
（5）由表格可知，溫度越高，Li₂CO₃的溶解度越小，得到的Li₂CO₃越多．

解答 解：（1）根據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可以確定Li₂Al₂Si₄O_x中x=$\frac{1×2+3×2+4×4}{2}$=12，Li₂Al₂Si₄O₁₂用氧化物的形式表示為L(zhǎng)i₂O•Al₂O₃•4SiO₂，
故答案為：Li₂O•Al₂O₃•4SiO₂；
（2）流程圖中標(biāo)注的濃硫酸的沸點(diǎn)為338℃，硫酸化焙燒工業(yè)反應(yīng)溫度不能高于濃硫酸的沸點(diǎn)，溫度太低反應(yīng)速率慢，因此溫度控制在250～300℃，硫酸如果加入過(guò)多會(huì)增加調(diào)節(jié)pH值時(shí)的耗堿量，
故答案為：防止?jié)饬蛩嵴舭l(fā)；C；
（3）水浸時(shí)，需要在攪拌下加入石灰石粉末的主要作用是中和過(guò)量的濃硫酸，
故答案為：中和過(guò)量的濃硫酸；
（4）“沉鋰”通過(guò)完成液（Li₂SO₄的水溶液）和堿液在容器中按一定比例混合進(jìn)行沉淀反應(yīng)產(chǎn)出固相的碳酸鋰產(chǎn)品，“沉鋰”過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)是硫酸鋰和碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鋰和硫酸鈉，化學(xué)方程式為L(zhǎng)i₂SO₄+Na₂CO₃=Li₂CO₃↓+Na₂SO₄，
故答案為：Li₂SO₄+Na₂CO₃=Li₂CO₃↓+Na₂SO₄；
（5）由表格可知，溫度越高，Li₂CO₃的溶解度越小，得到的Li₂CO₃越多，“沉鋰”需要在95℃以上進(jìn)行，主要原因是Li₂CO₃的溶解度小，得到的Li₂CO₃多，
故答案為：Li₂CO₃的溶解度小，得到的Li₂CO₃多．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了碳酸鋰的制備，難度較大，了解硫酸化焙燒和“沉鋰”過(guò)程尤為關(guān)鍵，需要將所學(xué)物質(zhì)的性質(zhì)與無(wú)機(jī)物生產(chǎn)工藝合二為一．