题目内容
【题目】工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如下：
已知：①锂辉石的主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，其中含少量FeO、MgO等。
②Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4
Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O
③某些物质的溶解度(S)如下表所示。
T℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
S(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
S(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
④Fe3+完全沉淀时pH为3.4
(1)为提高原料浸出速率，除升高温度外还可采取的措施是__________(任写一条)。
(2)在滤液1中加入H2O2的目的是__________(用离子方程式表示)；调节pH最佳试剂是__________(填序号 )。
A．CuO B．CuCO3 C．MgO D．NH3·H2O
(3)从滤渣中分离出Al2O3的流程如下图所示，请写出生成沉淀的离子方程式__________。
(4)向滤液2中加入Na2CO3溶液的作用是__________。
(5)“过滤、热水洗涤”步骤中，“热水洗涤”的原因是__________;证明沉淀已洗净的操作是__________。
【答案】适当增大硫酸浓度、减小原料颗粒直径、搅拌等(合理答案均可给分) 2Fe2++H2O2+2H+ =2Fe3++2H2O C Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)3↓+3NH4+ 使Ca2+完全转化为沉淀（或除去Ca2+） 碳酸锂在热水中溶解度较小，热水洗涤可减少产品损失 取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化，滴加Ba2+溶液，若无沉淀产生，说明已洗净
【解析】
锂辉石(Li2OAl2O34SiO2，含少量少量FeO、MgO等)经过加入硫酸酸化得到可溶性的硫酸锂、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸镁和不溶的二氧化硅，经过过滤，得到滤渣1二氧化硅，滤液1加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH=3.4，Fe3+完全沉淀，过滤得到滤渣2为氢氧化铁，滤液2加入石灰乳和碳酸钠溶液，以增加Ca2+、OH-的浓度，使Mg(OH)2、CaCO3更利于析出，过滤得到滤液Mg(OH)2和CaCO3，以便形成滤渣3，滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉淀锂离子生成Li2CO3的沉淀，过滤热水洗涤Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳酸锂。
(1)为提高原料浸出速率，除升高温度外还可采取的措施是：适当增大硫酸浓度、减小原料颗粒直径、搅拌等，故答案为：适当增大硫酸浓度、减小原料颗粒直径、搅拌等；
(2)在滤液1中加入H2O2的目的是氧化亚铁离子调节溶液pH沉淀铁离子，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，调节pH最佳试剂是不能引入新的杂质，AB会引入铜离子，D会引入铵根离子，所以调节pH最佳试剂是C氧化镁，故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；C；
(3)从滤渣中分离出Al2O3的流程如下所示，其中生成沉淀的反应是铝盐和过量氨水生成，反应的离子方程式Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+，故答案为：Al3++3NH3H2O=Al(OH)3↓+3NH4+；
(4)向滤液2中加入Na2CO3溶液的作用是使Ca2+完全转化为沉淀(或除去Ca2+)，故答案为：使Ca2+完全转化为沉淀(或除去Ca2+)；
(5)图表数据可知碳酸锂溶解度随温度升高减小，“过滤、热水洗涤”步骤中，“热水洗涤”的原因是碳酸锂在热水中溶解度较小，热水洗涤可减少产品损失，证明沉淀已洗净的操作是：取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化，滴加Ba2+溶液，若无沉淀产生，说明已洗净，故答案为：碳酸锂在热水中溶解度较小，热水洗涤可减少产品损失；取最后一次洗涤液，加入盐酸酸化，滴加Ba2+溶液，若无沉淀产生，说明已洗净。
