题目内容
【题目】碳酸锂是一种重要的锂盐，广泛应用于锂离子电池生产中。工业上可以用锂辉石精矿(主要成分是Li2O、含有Al2O3、SiO2等杂质) 为原料制取高纯的碳酸锂。某校化学活动小组收集了碳酸锂的溶解度数据如表：
温度(℃) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度(g) | 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
设计了制取碳酸锂的工艺流程(如图)：
请回答：
(1)操作a所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_____。
(2)热酸浸提中可能发生反应的化学方程式：
①_____；
②Li2O+H2SO4=Li2SO4+H2O。
(3)“洗涤”滤渣C时应该使用热水，其原因是_____。
(4)为了探究热酸浸提的最佳条件，将矿石在一定条件下酸浸4小时，测量锂元素浸出率的部分数据如表：
编号 | 矿酸比 | 硫酸浓度(%) | MgSO4用量(g) | 温度(℃) | 锂元素浸出率(%) |
1 | 1：1 | 90 | 0.00 | 100 | 70.34 |
2 | 1：1 | 98 | 0.00 | 100 | 73.89 |
3 | 1：1 | 98 | 0.00 | 150 | 78.24 |
4 | 1：3 | 98 | 0.00 | 200 | 85.53 |
5 | 1：3 | 98 | 1.25 | 250 | 90.26 |
6 | 1：3 | 98 | 2.50 | 250 | 95.88 |
①对比分析编号1和编号2的实验数据，可以得到的结论是_____。
②有同学想在实验6的基础上，从降低成本角度继续研究提高锂元素的浸出率，下面设计合理的是_____。
A 矿酸比1：2，硫酸浓度98%，MgSO4用量0.00，温度150℃
B 矿酸比1：2，硫酸浓度98%，MgSO4用量2.50，温度200℃
C 矿酸比1：2，硫酸浓度98%，MgSO4用量2.50，温度250℃
D 矿酸比1：3，硫酸浓度98%，MgSO4用量2.00，温度250℃
【答案】漏斗； Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 碳酸锂在热水中溶解度很小，避免了洗涤过程中碳酸锂的损耗 其他条件相同时，增大硫酸的浓度，锂元素的浸出率提高 D
【解析】
(1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；
(2)氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为：Al2O3+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2O；
(3)碳酸锂在热水中溶解度很小，避免了洗涤过程中碳酸锂的损耗，所以“洗涤”滤渣C时应该使用热水；
(4)对比分析编号1和编号2的实验数据，可以得到的结论是：其他条件相同时，增大硫酸的浓度，锂元素的浸出率提高；通过分析表格提供的数据可以看出，为了降低生产成本，除了尽可能减少硫酸的配量、降低能源消耗等操作，所以在实验6的基础上，从降低成本角度继续研究提高锂元素的浸出率，设计合理的是：矿酸比1：3，硫酸浓度98%，MgSO4用量2.00，温度250℃。
