题目内容
【题目】碳酸锂(相对分子质量74)广泛应用于化工、冶金等行业.工业上利用锂辉石(Li2Al2Si4Ox)制备碳酸锂的流程如图:
已知:碳酸锂的溶解度为((g/L)
温度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 |
Li2CO3 | 1.54 | 1.43 | 1.33 | 1.25 | 1.17 | 1.08 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
请回答下列问题:
(1)锂辉(Li2Al2Si4Ox)可以用氧化物的形式表示其组成,形式为
(2)硫酸化焙烧温度控制在250℃﹣300℃之间,主要原因是 . 焙烧中硫酸用量控制在理论用最的l15%左右,硫酸加入过多的副作用是 .
(3)水浸时,加入CaCO3粉末充分反应后过滤,滤渣的主要成分除CaCO3外还有 .
(4)“沉锂”的化学反应方程式为 .
(5)“沉锂”需要在95℃以上进行,主耍原因是 . 过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有和 .
【答案】
(1)Li2O?Al2O3?4SiO2
(2)温度低于250℃,反应速率较慢,温度高于300℃,硫酸挥发较多;后续中还需要除去过量的硫酸,增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担
(3)CaSO4、SiO2、Al(OH)3
(4)Na2CO3+Li2SO4=Li2CO3↓+Na2SO4
(5)温度越高,碳酸锂溶解度降低,可以增加产率;碳酸钠;碳酸锂
【解析】解:(1)(1)锂辉石(Li2Al2Si4Ox)可以用氧化物的形式表示,Li元素化合价+1价,铝元素+3价,氧元素﹣2价,硅元素+4价,根据化合价代数和为0,可以确定Li2Al2Si4Ox中x=12,所以该化合物用氧化物的形式表示为Li2OAl2O34SiO2;所以答案是:Li2OAl2O34SiO2;(2)温度低于250℃,反应速率较慢,温度高于300℃,硫酸挥发较多,反应温度控制在250﹣300℃,反应速率较快,避免硫酸挥发;
硫酸如果加入过多,消耗的酸多,后续中还需要除去过量的硫酸,增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担;
所以答案是:温度低于250℃,反应速率较慢,温度高于300℃,硫酸挥发较多;后续中还需要除去过量的硫酸,增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担;(3)水浸时,加入CaCO3粉末充分反应后过滤,滤渣的主要成分除CaCO3外还有CaSO4、SiO2、Al(OH)3;
所以答案是:CaSO4、SiO2、Al(OH)3;(4)“沉锂”过程是碳酸钠与Li2SO4反应生成Li2CO3 , 反应方程式为:Na2CO3+Li2SO4=Li2CO3↓+Na2SO4 ,
所以答案是:Na2CO3+Li2SO4=Li2CO3↓+Na2SO4;(5)温度越高,碳酸锂溶解度降低,减少碳酸锂溶解,可以增加产率;溶液中硫酸钠不反应,使用的碳酸钠要过量,少量碳酸锂溶解在溶液中,过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠,还可能含有碳酸钠、碳酸锂;
所以答案是:温度越高,碳酸锂溶解度降低,可以增加产率;碳酸钠;碳酸锂.