Question

工业上以锂辉石(Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂，含少量Ca、Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：

已知：①Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂H₂SO₄(浓) Li₂SO₄Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓

②某些物质的溶解度(S)如下表所示：　

T/℃	20	40	60	80
(Li2CO3)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
(Li2SO4)/g	34.2	32.8	31.9	30.7

 

③从滤渣1中提取出Si的部分流程如下图所示：

根据以上信息，请回答下列问题：

（1）括号内应提供的相应条件和物质　　         　　、　 　      　　　。

（2）方框中所得物质的化学式　　 　　       　。

（3）使用浓硫酸并加热到250℃～300℃的目的是　　　　　　　　               　　。

（4）②处加Na₂CO₃溶液所发生反应的离子方程式　　　 　                   　　  、　                                              。

（5）滤渣2的主要成分有　　　　　                        　　　。

（6）如何检验Li₂CO₃是否洗涤干净？　　　　                          　　　　　　。

 

Answer 1

【答案】

（1）加热或高温(1分)       C和高温   (2分)   （2）  SiO₂  (1分)  

（3）减少杂质的溶解、提高Li₂SO₄的浸出率、加快浸出速率(每项1分，共2分，任意两项均得2分，其它合理答案也可)

（4） Ca²⁺  +  CO₃^2- =  CaCO₃↓(1分)     CaSO₄   +  CO₃^2- =  CaCO₃   +  SO₄^2-  (2分)   

（5） Mg(OH)₂和CaCO₃ (每个1分，共2分)

（6）取最后一次洗涤液少许于试管中，先在其中加入足量稀盐酸，然后滴入几滴BaCl₂溶液，若未出现白色沉淀，则洗涤干净，反之则不干净。(其它合理答案也可，2分)

【解析】

试题分析：H₄SiO₄加热生成SiO₂，SiO₂与C在高温条件下反应生成单质Si和CO，所以（1）括号内相应条件和物质分别为加热、C和高温；（2）方框中物质为H₄SiO₄加热分解的产物：SiO₂。

（3）使用浓硫酸并加热到250℃～300℃的目的是减少杂质的溶解、提高Li₂SO₄的浸出率、加快浸出速率。

（4）加入H₂SO₄后生成CaSO₄，CaSO₄微溶，含Ca²⁺和CaSO₄固体，所以加入Na₂CO₃反应的离子方程式为：Ca²⁺  +CO₃^2- =CaCO₃↓、CaSO₄+CO₃^2- =CaCO₃+SO₄²‾。

（5）加入Ca(OH)₂和Na₂CO₃后，OH‾与溶液中的Mg²⁺反应，Ca²⁺与CO₃²‾反应，所以滤渣2的主要成分为Mg(OH)₂和CaCO₃。

（6）假如Li₂CO₃没有洗涤干净，表面会沾附Na₂SO₄溶液，所以用稀盐酸和BaCl₂溶液进行检验。

考点：本题考查化学工艺流程的分析、离子方程式的书写、沉淀是否洗涤干净的方法。