Question

工業(yè)上以鋰輝石（Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂，含少量Ca、Mg元素）為原料生產(chǎn)碳酸鋰．其部分工藝流程如下：

已知：①Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂+H₂SO₄（濃）Li₂SO₄+Al₂O₃?4SiO₂?H₂O↓
②某些物質(zhì)的溶解度（S）如下表所示：

T/℃	20	40	60	80
S（Li2CO3）/g	1.33	1.17	1.01	0.85
S（Li2SO4）/g	34.2	32.8	31.9	30.7

③從濾渣1中分離出Al₂O₃的部分流程如圖所示：

（1）請(qǐng)依次寫出在括號(hào)內(nèi)加入試劑的化學(xué)式______、______．
（2）請(qǐng)依次寫出方框中所得到物質(zhì)的化學(xué)式______、______．
（3）步驟Ⅰ中反應(yīng)的離子方程式是______．
（4）已知濾渣2的主要成分有Mg（OH）₂和CaCO₃．向?yàn)V液1中加入石灰乳的作用是（運(yùn)用化學(xué)平衡原理簡(jiǎn)述）______．
（5）向?yàn)V液2中加入飽和Na₂CO₃溶液，過濾后，用“熱水洗滌”的原因是______．
（6）氧化鋁在工業(yè)上用作高溫耐火材料，制耐火磚、坩堝、瓷器、人造寶石等，同時(shí)氧化鋁也是煉鋁的原料．寫出用氧化鋁煉鋁的化學(xué)方程式：______．

Answer 1

解：（1）鋰輝石（Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂，含少量Ca、Mg元素），加入硫酸浸出發(fā)生的反應(yīng)為：Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂+H₂SO₄（濃）Li₂SO₄+Al₂O₃?4SiO₂?H₂O↓，推斷濾渣是Al₂O₃?4SiO₂?H₂O，分離得到氧化鋁可以先加入鹽酸溶解氧化鋁，二氧化硅不反應(yīng)，過濾得到氯化鋁溶液，加入過量一水合氨會(huì)完全沉淀鋁離子生成氫氧化鋁沉淀，過濾得到沉淀灼燒得到氧化鋁，故答案為：HCl；NH₃?H₂O；
（2）依據(jù)（1）所選試劑結(jié)合流程圖判斷為加入鹽酸溶解后得到氯化鋁溶液，加入一水合氨得到沉淀氫氧化鋁，
故答案為：AlCl₃；Al（OH）₃；
（3）步驟Ⅰ中反應(yīng)氧化鋁溶解于鹽酸生成氯化鋁和水的反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為：Al₂O₃+6H⁺=Al³⁺+3H₂O，
故答案為：Al₂O₃+6H⁺=Al³⁺+3H₂O；
（4）石灰乳是氫氧化鈣，提供氫氧根離子和鈣離子，更完全的沉淀鎂離子和碳酸根離子，
故答案為：增加Ca²⁺、OH^-的濃度，有利于Mg（OH）₂、CaCO₃的析出；
（5）向?yàn)V液2中加入飽和Na₂CO₃溶液，過濾后，用“熱水洗滌”，圖表中碳酸鋰溶解度隨溫度升高減小，減少沉淀的損失，
故答案為：Li₂CO₃的溶解度隨溫度升高而減小，熱水洗滌可減少Li₂CO₃的損失；
（6）工業(yè)上利用加入冰晶石的氧化鋁熔融電解得到鋁和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2Al₂O₃（熔融）4Al+3O₂↑，
故答案為：2Al₂O₃（熔融）4Al+3O₂↑．
分析：（1）結(jié)合鋰輝石成分，依據(jù)流程圖反應(yīng)關(guān)系分析可知濾渣是Al₂O₃?4SiO₂?H₂O，加入鹽酸，氧化鋁溶解為氯化鋁，二氧化硅不反應(yīng)，過濾得到濾液中加入一水合氨生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；
（2）依據(jù)流程圖反應(yīng)關(guān)系分析可知濾渣是Al₂O₃?4SiO₂?H₂O，加入鹽酸，氧化鋁溶解為氯化鋁，二氧化硅不反應(yīng)，過濾得到濾液中加入一水合氨生成氫氧化鋁沉淀，灼燒得到氧化鋁；
（3）步驟Ⅰ中反應(yīng)是氧化鋁溶解于鹽酸生成氯化鋁和水；
（4）石灰乳是氫氧化鈣，提供氫氧根離子和鈣離子，更完全的沉淀鎂離子和碳酸根離子；
（5）依據(jù)圖表分析可知碳酸鋰溶解度隨 溫度升高減�。�
（6）工業(yè)上電解熔融的氧化鋁生成鋁和氧氣．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)生產(chǎn)流程的分析判斷，流程分析，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用是解題關(guān)鍵，主要是鋁及其化合物性質(zhì)的應(yīng)用，氧化鋁的提取方法，題目難度中等．