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粗碳酸锂(含有Na+、K+、Ca2+等杂质离子)制备高纯碳酸锂的工艺流程如图1:碳酸锂溶解度与温度的关系见下表:温度/℃020406080100溶解度/g1.541.331.171.010.85
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粗碳酸锂(含有Na+、K+、Ca2+等杂质离子)制备高纯碳酸锂的工艺流程如图1:
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碳酸锂溶解度与温度的关系见下表:
(1)浆料酸化时,温度不宜超过25℃的主要原因是___.判断酸化过程已经结束的明显现象为___.
(2)已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2.0×10-29,为使溶液中c(Ca2+)≤2×10-5mol•L-1,c(PO43- )的范围
为___.
(3)蒸发时主要反应的离子方程式为___.母液循环次数对纯度、产率的影响如图2所示,循环不宜超过3次的主要原因是___.
(4)为了获得高纯Li2CO3,过滤Ⅱ后的操作为___.
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碳酸锂溶解度与温度的关系见下表:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
(2)已知Ksp[Ca3(PO4)2]=2.0×10-29,为使溶液中c(Ca2+)≤2×10-5mol•L-1,c(PO43- )的范围
为___.
(3)蒸发时主要反应的离子方程式为___.母液循环次数对纯度、产率的影响如图2所示,循环不宜超过3次的主要原因是___.
(4)为了获得高纯Li2CO3,过滤Ⅱ后的操作为___.
▼优质解答
答案和解析
粗碳酸锂(含有Na+、K+、Ca2+等杂质离子)制备高纯Li2CO3的工艺流程:粗碳酸锂溶于水再通入二氧化碳生成碳酸氢盐,再加入磷酸锂生成磷酸钙沉淀,过滤而除去钙,对滤液进行蒸发使碳酸氢锂分解生成沉淀Li2CO3,过滤后滤液中含有部分锂离子及钾离子、钠离子等,循环使用,滤渣为碳酸锂,洗涤、干燥后可得纯碳酸锂,
(1)根据碳酸锂在水的溶解度可知,温度越高,碳酸锂溶解度越小,二氧化碳气体在水的溶解度也减小,减小了反应速率,不利于生成碳酸氢锂,酸化过程中碳酸锂难溶于水,而碳酸氢锂易溶于水,所以判断酸化过程已经结束的明显现象为浆料变成澄清溶液,
故答案为:温度越高,碳酸锂、二氧化碳溶解度都越小,减小了反应速率;浆料变成澄清溶液;
(2)c(Ca2+)≤2×10-5mol•L-1,根据Ksp[Ca3(PO4)2]=c3(Ca2+)c2(PO43- ) 可知,c(PO43- )≥
=
=5×10-8mol•L-1,
故答案为:c(PO43- )≥5×10-8mol•L-1;
(3)蒸发时碳酸氢锂生成碳酸锂,反应的离子方程式为2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O,母液循环次数增多,溶液中钠离子、钾离子的浓度会增大,会降低产品的纯度,
故答案为:2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O;循环次数增多,溶液中钠离子、钾离子的浓度会增大,会降低产品的纯度;
(4)为了获得高纯Li2CO3,过滤Ⅱ后要将碳酸锂用热水洗涤2~3次、干燥,
故答案为:将碳酸锂用热水洗涤2~3次、干燥.
(1)根据碳酸锂在水的溶解度可知,温度越高,碳酸锂溶解度越小,二氧化碳气体在水的溶解度也减小,减小了反应速率,不利于生成碳酸氢锂,酸化过程中碳酸锂难溶于水,而碳酸氢锂易溶于水,所以判断酸化过程已经结束的明显现象为浆料变成澄清溶液,
故答案为:温度越高,碳酸锂、二氧化碳溶解度都越小,减小了反应速率;浆料变成澄清溶液;
(2)c(Ca2+)≤2×10-5mol•L-1,根据Ksp[Ca3(PO4)2]=c3(Ca2+)c2(PO43- ) 可知,c(PO43- )≥
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故答案为:c(PO43- )≥5×10-8mol•L-1;
(3)蒸发时碳酸氢锂生成碳酸锂,反应的离子方程式为2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O,母液循环次数增多,溶液中钠离子、钾离子的浓度会增大,会降低产品的纯度,
故答案为:2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O;循环次数增多,溶液中钠离子、钾离子的浓度会增大,会降低产品的纯度;
(4)为了获得高纯Li2CO3,过滤Ⅱ后要将碳酸锂用热水洗涤2~3次、干燥,
故答案为:将碳酸锂用热水洗涤2~3次、干燥.
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