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【题目】氢氧化锂(LiOH)是重要的初加工锂产品之一,可用于继续生产氟化锂、锰酸锂等,在实验室模拟用天然锂辉石(主要成分是LiAlSi2O6)生产LiOH的一种工艺流程如图所示:

已知:溶液1中含有Li+、K+、Al3+、Na+、Fe3+、等离子。请回答下列相关问题。

(1)高温烧结的目的是________________________________________________。

(2)操作1是_____________________________。

(3)判断LiOH已洗涤干净的操作是______________________________________________。

(4)工业生产中通过电解LiC1溶液的方法也可制得LiOH,其原理如图所示,电极a应连接电源的_________(选填“正极”或“负极”),电极b发生的反应是__________,阳离子交换膜的作用是_________________________________。

【答案】将锂辉石转化为可溶性硫酸盐(答案合理即可) 溶解、过滤(写溶解、过滤、洗涤也可以) 取少量最后一次洗涤液于试管中,加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,如无白色沉淀,则可判断已洗涤干净(答案合理即可) 正极 (或) 防止氯气与氢气、接触发生反应(答案合理即可)

【解析】

(1)锂辉石难溶于水,通过流程可知,高温烧结后主要成分都转化为了可溶性物质;

(2)高温烧结所得物质为固体,可通过溶解、过滤后得到沉淀1和溶液1。

(1)锂辉石难溶于水,由流程可知,高温烧结后主要成分都转化为了可溶性物质,因此其目的是将锂辉石转化为可溶性硫酸盐,故答案为:将锂辉石转化为可溶性硫酸盐;

(2)高温烧结所得物质为固体,由流程可知,操作1后得到沉淀1和溶液1,因此操作1是溶解、过滤,故答案为:溶解、过滤;

(3)由流程可知,LiOH表面附有硫酸钠,判断LiOH是否洗涤干净可通过检验最后一次洗涤液中是否含有硫酸根来判断,具体操作为取少量最后一次洗涤液于试管中,加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,如无白色沉淀,则可判断LiOH已洗涤干净,故答案为:取少量最后一次洗涤液于试管中,加盐酸酸化,再滴加氯化钡溶液,如无白色沉淀,则可判断LiOH已洗涤干净;

(4)由示意图可知,电极a处进入的是饱和溶液,产生的气体应该是氯气,电极b进入的是稀LiOH溶液,产生的气体应该是氢气,因此电极a为阳极,连接电源的正极,电极b为阴极,电极反应式为或,电解生成的氯气能与氢气和氢氧化锂溶液反应,为防止氯气与氢气、LiOH接触发生反应,应选用阳离子交换膜,故答案为:正极;(或);防止氯气与氢气、接触发生反应。

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