碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域.以β-锂辉石(主要成分是Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在303K下的溶解度分别为34.2g、12.7g和1.3g.(1)步骤I前,β-锂辉石要粉碎成颗粒的目的是(2)步骤I中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li+、SO42-,另含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质.需在搅拌下加入(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”),以调节溶液的pH值到6.0-6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液.(3)步骤II中,将适量的H2O2溶液,石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有(4)步骤III中,生成沉淀的离子方程式为(5)从母液中可回收利用的主要物质是(1)增大反应物间的接触面积,加快反应速率(2)石灰石(3)Fe2+、Mg2+、Ca2+(4)2Li++CO32-====Li2CO3↓(5)Na2SO4如图
匿名用户
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2017-05-23 08:59
全部答案
(共1个回答)-
本题是一个工艺生产背景,目的是用锂、铝硅酸盐制备Li2CO3.
大致浏览流程图知道第Ⅰ段是把锂元素转移到溶液中,第Ⅱ段是除去杂质,第Ⅲ段是反应生成产品.
第(1)小题,固体粉碎后接着进行酸浸,要发生化学反应,故其直接目的是增大固体与硫酸的接触面积,增大了反应速率,间接目的是使单位时间内锂元素的浸出率更高.
第(2)小题,要求用调节pH的方法使杂质离子沉淀除去,显然需要用到题干中几种阳离子的沉淀pH信息,调节前是酸浸得到的溶液,硫酸必然是过量的故酸性较强,调节的目的应该是使pH升高,故应加入可以中和酸的物质.
第(3)小题,隐含的信息更多了,这时需要把物质的转化流程梳理一下:调节pH到6.5只能除去H+、Al3+、Fe3+,而且还引入了Ca2+,说明还存在的杂质离子是Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+,H2O2溶液是氧化剂可将Fe2+氧化为Fe3+,石灰乳可接着将Mg2+和Fe3+沉淀,而Na2CO3溶液可将Ca2+沉淀,而Na+仍然在溶液中.
第(4)小题,溶液中主要是Li2SO4,结合题干中的溶解度信息,生成的沉淀应该是Li2CO3.
第(5)小题,沉淀反应发生前,溶液中含大量的Li2SO4和少量Na+,沉淀反应后溶液中留下大量Na2SO4和可能过量的少量Na2CO3,题目问主要物质,答Na2SO4即可.匿名用户 | 2017-05-23 08:59
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