Question

【题目】由工业级碳酸锂（含有少量碳酸镁等杂质）制备高纯碳酸锂。实验过程如下：

（1）实验室中在下图所示装置中进行碳化反应：

①碳化反应的主要反应离子方程式为 。

②碳化时温度需控制在30℃，可采取的措施是 。

温度不宜过高的原因是 。

（2）用CO2调pH为8—9，其目的是 。

（3）已知在不同温度下蒸发分解碳酸锂的产率与溶解度关系如图：

90℃以下，随温度升高，碳酸锂产率升高的原因可能是 。

（4）请补充完整由滤液制备高纯碳酸锂的实验方案：取滤液放置于烧杯中 。

Answer 1

【答案】

（1）①CO2+Li2CO3+H2O===2Li++2（3分）

②给三颈烧瓶水浴加热（2分） 温度高碳酸氢锂分解和二氧化碳溶解度降低（3分）

（2）使少量的碳酸锂和氢氧化锂转化为碳酸氢锂，减少损失（2分）

（3）温度高碳酸氢锂分解完全，碳酸锂溶解度小（2分）

（4）在90℃下蒸发至出现大量晶体，趁热过滤，热水洗涤2~3次，干燥 （3分）

【解析】

试题分析：

（1）碳化过程是二氧化碳与碳酸锂反应，CO2+Li2CO3+H2O===2Li++2；控制低于100℃的恒温可以采用水浴加热的方法；温度过高会使一些稳定性差的物质分解如碳酸氢锂，同时会减小气体的溶解度，导致溶解气体的量偏小；

（2）用CO2调pH为8—9，若pH过低会导致氢氧化镁溶解，过高会使得更多的锂以碳酸锂的形式存在，转化率减小。调节pH的目的是使少量的碳酸锂和氢氧化锂转化为碳酸氢锂，减少损失；

（3）温度高有利于碳酸氢锂的分解，同时从图像可以看出，温度高碳酸锂的溶解度低，析出的碳酸锂更多；

（4）流程中有环节蒸发分解，即蒸发浓缩的过程中碳酸氢锂分解，因为碳酸锂溶解度随温度升高而降低，所以温度高有利于碳酸锂析出，热水洗涤，干燥即可用获得产品。