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如图是工业上生产碳酸锂的部分工艺流程,请根据流程图及已知信息回答问题.已知:①锂辉石主要万分为Li2O•Al2O3•4SiO2,含有少量Ca、Mg元素.②Li2O•Al2O3•4SiO2+H2SO4(浓)
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如图是工业上生产碳酸锂的部分工艺流程,请根据流程图及已知信息回答问题.
已知:①锂辉石主要万分为Li2O•Al2O3•4SiO2,含有少量Ca、Mg元素.
②Li2O•Al2O3•4SiO2+H2SO4(浓)
Li2SO4+Al2O3•4SiO2•H2O↓
③几种物质不同温度下的溶解度.
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的部分流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得到的物质.写出图中①、②、③表示的各物质,步骤II中反应的离子方程式是___.
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3,写出生成滤渣2反应的离子方程式:___.
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO,溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是___.
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下.
①将粗产品Li2CO3溶于盐酸作用解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择半透膜隔开,用惰性电极电解.阳极的电极反应式是___.
②电解后向产品LiOH溶液中加入过量NH4HCO,溶液生成Li2CO3反应的化学方程式是___.
已知:①锂辉石主要万分为Li2O•Al2O3•4SiO2,含有少量Ca、Mg元素.
②Li2O•Al2O3•4SiO2+H2SO4(浓)
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③几种物质不同温度下的溶解度.
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
S(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
S(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3,写出生成滤渣2反应的离子方程式:___.
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO,溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是___.
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下.
①将粗产品Li2CO3溶于盐酸作用解槽的阳极液,LiOH溶液作阴极液,两者用离子选择半透膜隔开,用惰性电极电解.阳极的电极反应式是___.
②电解后向产品LiOH溶液中加入过量NH4HCO,溶液生成Li2CO3反应的化学方程式是___.
▼优质解答
答案和解析
分析流程锂辉石主要成分为Li2O•Al2O3•4SiO2,含有少量Ca、Mg元素,研磨在加热条件下用浓硫酸酸浸后过滤得到Li2SO4,硫酸镁和硫酸钙,滤渣Ⅰ为Al2O3•4SiO2•H2O↓,滤液加入为石灰乳是氢氧化钙,提供氢氧根离子和钙离子,加入碳酸钠沉淀钙离子,更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子,过滤得到滤液主要是Li2SO4,加入饱和碳酸钠沉淀锂离子为碳酸锂,滤渣2主要成分有Mg(OH)2和CaCO3,
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的流程分析,加入酸溶解Al2O3•4SiO2•H2O,得到铝盐溶液和固体二氧化硅,过滤得到溶液硫酸铝,加入氨水或适量氢氧化钠溶液得到氢氧化铝沉淀,灼烧得到氧化铝;步骤Ⅱ中铝离子与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,反应离子方程式为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
故答案为:铝盐,氨水,Al(OH)3,Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(2)石灰乳是氢氧化钙,提供氢氧根离子和钙离子,更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子,增加Ca2+、OH-的浓度,有利于Mg(OH)2、CaCO3的析出,碳酸钠能沉淀过量的钙离子,反应的离子方程式为;Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++CO32-=CaCO3↓
故答案为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++CO32-=CaCO3↓;
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”,图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小,减少沉淀的损失,
故答案为:Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li2CO3的损失;
(4))①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,阳极液中氯离子失电子,发生氧化反应,所以阳极反应为2C1--2e-=Cl2↑,
故答案为:2C1--2e-=Cl2↑;
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为:2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3+(NH4)2CO3+2H2O,
故答案为:2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3+(NH4)2CO3+2H2O.
(1)从滤渣1中分离出Al2O3的流程分析,加入酸溶解Al2O3•4SiO2•H2O,得到铝盐溶液和固体二氧化硅,过滤得到溶液硫酸铝,加入氨水或适量氢氧化钠溶液得到氢氧化铝沉淀,灼烧得到氧化铝;步骤Ⅱ中铝离子与氨水反应生成氢氧化铝沉淀,反应离子方程式为:Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
故答案为:铝盐,氨水,Al(OH)3,Al3++3NH3•H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;
(2)石灰乳是氢氧化钙,提供氢氧根离子和钙离子,更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子,增加Ca2+、OH-的浓度,有利于Mg(OH)2、CaCO3的析出,碳酸钠能沉淀过量的钙离子,反应的离子方程式为;Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++CO32-=CaCO3↓
故答案为:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,Ca2++CO32-=CaCO3↓;
(3)向滤液2中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”,图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小,减少沉淀的损失,
故答案为:Li2CO3的溶解度随温度升高而减小,热水洗涤可减少Li2CO3的损失;
(4))①Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,阳极液中氯离子失电子,发生氧化反应,所以阳极反应为2C1--2e-=Cl2↑,
故答案为:2C1--2e-=Cl2↑;
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液,氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为:2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3+(NH4)2CO3+2H2O,
故答案为:2LiOH+2NH4HCO3=Li2CO3+(NH4)2CO3+2H2O.
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