Question

【題目】氫氧化鋰（LiOH）是重要的初加T鋰產(chǎn)品之一，可用于繼續(xù)生產(chǎn)氟化鋰、錳酸鋰等，用天然鋰輝石（主要成分LiAISi2O3，含有Fe （III）等雜質）生產(chǎn)LiOH的一種工藝流程如圖所示：

已知溶液1中含有Li+、K+、A13+、Na+、Fe3+、SO42-等離子，請回答相關問題。

（l）將LiAlSi2O6改寫為氧化物的形式：____。

（2）高溫燒結的目的是____。操作1是 __ 。

（3）凈化過濾過程中溶液的pH不能過低也不能過高，原因是____。

（4）流程中的某種物質可循環(huán)利用，該物質的化學式是____。

（5）工業(yè)生產(chǎn)中通過電解LiCI溶液的方法也可制得LiOH，其原理如圖所示，電極a應連接電源的____（選填“正極”或“負極”），電極b發(fā)生的反應是 ___，陽離子交換膜的作用是___

Answer 1

【答案】Li2OAl2O34SiO2 將鋰輝石轉化為可溶性硫酸鹽，與雜質分離 溶解、過濾 pH過低Al3+和Fe3+不能完全除去，pH過高會使生成的Al(OH)3部分溶解 3K2SO4Na2SO4 正極 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 可以防止OH-進入左室與Cl2反應，還可以讓更多的Li+進入右室得到高濃度的LiOH

【解析】

（1）將硅酸鹽改為氧化物形式的方法為；依次將各元素寫成氧化物形式，中間用“”連接，同時注意氧化物的先后順序，LiAlSi2O6改寫為氧化物的形式為：Li2OAl2O34SiO2。

答案為：Li2OAl2O34SiO2。

（2）由操作1前后物質的狀態(tài)可知，操作1應該是溶解、過濾，根據(jù)所得溶液1里的成分全部為可溶性硫酸鹽電離產(chǎn)生的離子可以確定，高溫燒結的目的一個是為了除去雜質，另外更重要的就是將礦石中難溶成分轉化為可溶成分，再通過后續(xù)操作進行分離。

答案為：將鋰輝石轉化為可溶性硫酸鹽，與雜質分離；溶解、過濾。

（3）凈化操作中加入NaOH溶液，目的是為了將溶液里的雜質離子Fe3+、Al3+轉化為沉淀除去，pH過低雜質不能完全除去，而pH過高，NaOH濃度太大，又能使生成的Al(OH)3部分溶解，所以需要控制溶液的pH在一定的范圍。

答案為：pH過低Al3+和Fe3+不能完全除去，pH過高會使生成的Al(OH)3部分溶解。

（4）根據(jù)題詞信息可知，可以循環(huán)使用的物質是：3K2SO4Na2SO4。

答案為：3K2SO4Na2SO4。

（5）據(jù)圖可知電解池兩極均有氣體產(chǎn)生，則兩極反應為：陽極：2Cl--2e-=Cl2↑，陰極：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，由右室通入LiOH稀溶液可知，溶液B為制得的LiOH溶液，右室為陰極區(qū)，電極b與電源負極相連，則左室為陽極區(qū)，電極a與電源正極相連，電極b上的反應為：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；陽離子交換膜可以防止OH-進入左室與Cl2反應，還可以讓更多的Li+進入右室得到高濃度的LiOH。

答案為：正極；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；可以防止OH-進入左室與Cl2反應，還可以讓更多的Li+進入右室得到高濃度的LiOH。