Question

碳酸鋰廣泛應用于陶瓷和醫(yī)藥等領域。已-鋰輝石（主要成分為Li₂OAl₂O₃4SiO₂）為原材料制備Li₂CO₃的工藝流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氫氧化物形式完全沉淀時，溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4；Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303K下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g。

(1)步驟Ⅰ前，B-鋰輝石要粉碎成細顆粒的目的是_____________．

(2)步驟Ⅰ中，酸浸后得到的酸性溶液中含有Li⁺、SO₄^2-，另含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等雜質(zhì)，需在攪拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化鈣”或“稀硫酸”)以調(diào)節(jié)溶液的pH到6.0~6.5，沉淀部分雜質(zhì)離子，然后分離得到浸出液。

(3)步驟II中，將適量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中，可除去的雜技金屬離子有

_________________。

（4）步驟III中，生成沉淀的離子方程式為________________。

（5）從母液中可回收的主要物質(zhì)是__________________。

Answer 1

（1）加快反應速率

（2）石灰石

（3）Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺

(4)2Li⁺ + CO₃^2- =Li₂CO₃↓

（5）NaOH

解析:

本題以工業(yè)制取的流程為命題的依托，考查了離子反應、氧化還原反應、化學反應速率、沉淀的生成及轉(zhuǎn)化、綠色化學等知識。步驟Ⅰ后，溶液中含有過量的硫酸，需要消耗過量的氫離子進行pH的調(diào)節(jié)，不能消耗氫離子，只能選擇石灰石。根據(jù)題意，步驟Ⅱ中的濾液含有大量的，此時分別加入的、石灰乳、溶液可將氧化并除去，生成,生成而除去。步驟Ⅲ為沉淀的轉(zhuǎn)化。與結(jié)合成溶解度較小的。根據(jù)以上分析，最后母液中含有硫酸鈉和氫氧化鈉，可回收利用。