已知β锂辉矿（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质），下面是以锂辉矿为原料来制取金属锂的一种工艺流程．已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：氢氧化物

Question

已知β锂辉矿（主要成分为LiAlSi₂O₆，还含有FeO、MgO、CaO等杂质），下面是以锂辉矿为原料来制取金属锂的一种工艺流程．

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：

氢氧化物	Fe（OH）3	Al（OH）3	Mg（OH）2
开始沉淀pH	2.7	3.7	9.6
完全沉淀pH	3.7	4.7	11

②Li₂CO₃在不同温度下的溶解度如下表：

温度/℃	0	10	20	50	75	100
Li2CO3的溶解度/g	1.539	1.406	1.329	1.181	0.866	0.728

请回答下列问题：
（1）为了提高β锂辉矿浸出率可采取措施有___．
（2）反应Ⅰ发生主反应：___LiAlSi₂O₆+___ H₂SO₄（浓）___Li₂SO₄+___+___+___ H₂O，根据题意配平上述方程式．
（3）反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是___．
（4）反应Ⅲ中生成沉淀A成分：___．（填化学式）
（5）蒸发浓缩过程中主要发生离子反应方程式：___．
（6）洗涤所得Li₂CO₃沉淀要使用___（选填“热水”或“冷水”），你选择的理由是___．
（7）电解熔融氯化锂生产锂时，阳极产生的Cl₂中会混有少量O₂，用电极反应式说明原因___．

Answer 1

（1）将硅酸盐改为氧化物形式的方法为：依次将各元素写成氧化物形式，中间用“•”连接，同时要注意氧化物先后顺序，为Li₂O•Al₂O₃•4SiO₂，
故答案为：Li₂O•Al₂O₃•4SiO₂；
（2）LiAlSi₂O₆ 与H₂SO₄（浓）反应生成硫酸锂、硫酸铝、二氧化硅和水，结合原子守恒配平得到化学方程式为：2LiAlSi₂O₆+4H₂SO₄（浓）=Li₂SO₄+Al₂（SO₄）₃+4SiO₂↓+4H₂O，
故答案为：2，4，1，Al₂（SO₄）₃，4SiO₂↓，4；
（3）β-锂辉矿在加入过量浓硫酸后，只有SiO₂不溶，同时Fe²⁺被氧化为Fe³⁺，并生成CaSO₄沉淀，所以溶液中含有Fe³⁺、Al³⁺、Mg²⁺、Li⁺等离子，依据实验目的可知必须除去杂质离子，故在反应Ⅱ中加入碳酸钙的作用为：可除去反应Ⅰ中过量的H₂SO₄，降低溶液中c（H⁺），根据pH=5，可使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀，
故答案为：除去反应Ⅰ中过量的H₂SO₄；控制pH，使Fe³⁺、Al³⁺完全沉淀；
（4）利用题干信息知反应Ⅲ要除去Mg²⁺，但在加入沉淀剂Ca（OH）₂时会引入大量Ca²⁺，故还需加入Na₂CO₃除去Ca²⁺，即沉淀A为Mg（OH）₂沉淀与CaCO₃沉淀的混合物，反应的离子方程式为：Mg²⁺+2OH^-═Mg（OH）₂↓、Ca²⁺+CO₃^2-═CaCO₃↓，
故答案为：Mg（OH）₂、CaCO₃；
（5）蒸发浓缩过程中主要发生锂离子结合碳酸根离子生成碳酸锂，反应的离子方程式为：2Li⁺+CO₃^2-=Li₂CO₃↓，
故答案为：2Li⁺+CO₃^2-=Li₂CO₃↓；
（6）实验室里分离固液混合物的操作是过滤，由题中给出Li₂CO₃的溶解度与温度的关系，可知洗涤Li₂CO₃沉淀要使用热水，Li₂CO₃在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li₂CO₃的损耗，
故答案为：热水；Li₂CO₃在较高温度下溶解度小，用热水洗涤可减少Li₂CO₃的损耗；
（7）由有氧气产生可逆推知可能的原因：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li₂O，电解时产生O₂，
故答案为：加热蒸干LiCl溶液时，LiCl有少量水解生成LiOH，受热分解生成Li₂O，电解时产生O₂ ；