题目内容

【题目】碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备Li2CO3的工艺流程如下:

已知:Fe3 +、Al3 +、Fe2 +和Mg2 +以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为 3.2、5.2、9.7和12.4;Li2SO4、LiOH和Li2CO3在30℃下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3g。

(1)步骤I前,β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是__________________。

(2)步骤I中,酸浸后得到的酸性溶液除含有Li+、SO42-,还含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入_________(填“石灰石”、 “氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的pH到6.0~6.5,使Al3+、Fe3+形成沉淀,然后分离得到浸出液。

(3)步骤II中,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有_______________________。

(4)从母液中可回收的主要物质是__________________________ 。

【答案】增加接触面积使反应充分同时加快反应速率 石灰石 Fe2+、Mg2+、Ca2+ NaOH、Na2SO4

【解析】

(1)步骤I前,β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是增加接触面积,使反应充分,同时加快反应速率.故填:增加接触面积,使反应充分,同时加快反应速率.
(2)步骤I中,酸浸后得到的酸性溶液除含有Li+、SO42-,还含有Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入石灰石,这是因为石灰石中的碳酸钙能和酸浸后得到的酸性溶液反应,以调节溶液的pH到6.0~6.5.
故填:石灰石.
(3)步骤II中,H2O2溶液能把亚铁离子氧化成铁离子,石灰乳中的氢氧化钙能和镁离子反应生成氢氧化镁沉淀,碳酸根离子能和钙离子结合成碳酸钙沉淀,将适量的H2O2溶液、石灰乳和Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有Fe2+、Mg2+、Ca2+.
故填:Fe2+、Mg2+、Ca2+.
(4)从母液中可回收的主要物质是硫酸锂和碳酸钠反应生成的硫酸钠,氢氧根离子和钠离子结合成的氢氧化钠.
故填:NaOH、Na2SO4

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