Question

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

已知：①Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂H₂SO₄(濃) Li₂SO₄Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓

②某些物質的溶解度(S)如下表所示：　

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

 

③從濾渣1中提取出Si的部分流程如下圖所示：

根據以上信息，請回答下列問題：

（1）括號內應提供的相應條件和物質　　         　　、　 　      　　　。

（2）方框中所得物質的化學式　　 　　       　。

（3）使用濃硫酸并加熱到250℃～300℃的目的是　　　　　　　　               　　。

（4）②處加Na₂CO₃溶液所發生反應的離子方程式　　　 　                   　　  、　                                              。

（5）濾渣2的主要成分有　　　　　                        　　　。

（6）如何檢驗Li₂CO₃是否洗滌干凈？　　　　                          　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（1）加熱或高溫(1分)       C和高溫   (2分)   （2）  SiO₂  (1分)  

（3）減少雜質的溶解、提高Li₂SO₄的浸出率、加快浸出速率(每項1分，共2分，任意兩項均得2分，其它合理答案也可)

（4） Ca²⁺  +  CO₃^2- =  CaCO₃↓(1分)     CaSO₄   +  CO₃^2- =  CaCO₃   +  SO₄^2-  (2分)   

（5） Mg(OH)₂和CaCO₃ (每個1分，共2分)

（6）取最后一次洗滌液少許于試管中，先在其中加入足量稀鹽酸，然后滴入幾滴BaCl₂溶液，若未出現白色沉淀，則洗滌干凈，反之則不干凈。(其它合理答案也可，2分)

【解析】

試題分析：H₄SiO₄加熱生成SiO₂，SiO₂與C在高溫條件下反應生成單質Si和CO，所以（1）括號內相應條件和物質分別為加熱、C和高溫；（2）方框中物質為H₄SiO₄加熱分解的產物：SiO₂。

（3）使用濃硫酸并加熱到250℃～300℃的目的是減少雜質的溶解、提高Li₂SO₄的浸出率、加快浸出速率。

（4）加入H₂SO₄后生成CaSO₄，CaSO₄微溶，含Ca²⁺和CaSO₄固體，所以加入Na₂CO₃反應的離子方程式為：Ca²⁺  +CO₃^2- =CaCO₃↓、CaSO₄+CO₃^2- =CaCO₃+SO₄²‾。

（5）加入Ca(OH)₂和Na₂CO₃后，OH‾與溶液中的Mg²⁺反應，Ca²⁺與CO₃²‾反應，所以濾渣2的主要成分為Mg(OH)₂和CaCO₃。

（6）假如Li₂CO₃沒有洗滌干凈，表面會沾附Na₂SO₄溶液，所以用稀鹽酸和BaCl₂溶液進行檢驗。

考點：本題考查化學工藝流程的分析、離子方程式的書寫、沉淀是否洗滌干凈的方法。