Question

已知：①工业上用硫酸与β-锂辉矿（LiAlSi₂O₆和少量钙镁杂质）反应，生成Li₂SO₄、MgSO₄等，最终制备金属锂．
②氢氧化锂在一定温度下可转化为氧化锂．
用硫酸与β-锂辉矿生产金属锂的工业流程如下：

请回答：
（1）β-锂辉矿经初步处理后从溶液中分离出铝硅化合物沉淀的操作是______．
（2）沉淀x的主要成份的化学式是______．
（3）流程中使用了不同浓度的Na₂CO₃溶液，从物质溶解度大小的角度解释其浓度不同的原因是______．
（4）由Li₂CO₃与盐酸反应得到LiCl溶液的离子方程式是______．
（5）LiCl溶液加热蒸干后，所得固体在熔融状态下进行电解生产锂．电解时产生的氯气中混有少量氧气，产生氧气的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据难溶物和液体不溶，用过滤的方法进行分离；
（2）根据MgSO₄能与氢氧化钙反应生成Mg（OH）₂沉淀；氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀；
（3）根据CaCO₃的溶解度比Li₂CO₃小；
（4）盐酸与Li₂CO₃反应生成氯化锂，水和二氧化碳；
（5）LiCl溶液加热蒸干，LiCl水解生成的LiOH，受热分解产生Li₂O，电解Li₂O的熔融物得到氧气．
解答：解：（1）铝硅化合物沉淀和液体不溶，用过滤的方法进行分离，故答案为：过滤；
（2）MgSO₄能与氢氧化钙反应生成Mg（OH）₂沉淀；氢氧化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀，所以沉淀x的主要成份的化学式是CaCO₃和Mg（OH）₂，
故答案为：CaCO₃和Mg（OH）₂；
（3）CaCO₃的溶解度比Li₂CO₃小，所以用Na₂CO₃溶液沉淀Li⁺所用的浓度比沉淀Ca²⁺所用的浓度大，
故答案为：CaCO₃的溶解度比Li₂CO₃小，所以用Na₂CO₃溶液沉淀Li⁺所用的浓度比沉淀Ca²⁺所用的浓度大；
（4）盐酸与Li₂CO₃反应的离子方程式Li₂CO₃+2H⁺=2Li⁺+H₂O+CO₂↑，故答案为：Li₂CO₃+2H⁺=2Li⁺+H₂O+CO₂↑；
（5）LiCl溶液加热蒸干，LiCl水解生成LiOH，受热分解产生Li₂O，实际上电解的是LiCl和Li₂O的熔融混合物，
故答案为：LiCl水解生成LiOH，受热分解产生Li₂O，实际上电解的是LiCl和Li₂O的熔融混合物．
点评：本题主要考查物质的分离、电解原理、盐类的水解等，难度中等，掌握实验的原理是解题的关键．