Question

16．碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域．以β-鋰輝石（主要成分為Li₂O•Al₂O₃•4SiO₂）為原料制備Li₂CO₃的工藝流程如下：

已知：Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)，溶液的pH分別為 3.2、5.2、9.7和12.4；Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在30℃下的溶解度分別為34.2g、12.7g和1.3g．
（1）步驟I前，β-鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是增加接觸面積，使反應(yīng)充分，同時(shí)加快反應(yīng)速率．
（2）步驟I中，酸浸后得到的酸性溶液除含有Li⁺、SO₄^2-，還含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等雜質(zhì)，需在攪拌下加入石灰石（填“石灰石”、“氯化鈣”或“稀硫酸”）以調(diào)節(jié)溶液的pH到6.0～6.5，使Al³⁺、Fe³⁺形成沉淀，然后分離得到浸出液．
（3）步驟II中，將適量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺．
（4）從母液中可回收的主要物質(zhì)是NaOH、Na₂SO₄．

Answer 1

分析 （1）反應(yīng)物接觸越充分，反應(yīng)速率越快；
（2）碳酸鈣能和酸性物質(zhì)反應(yīng)；
（3）H₂O₂溶液能把亞鐵離子氧化成鐵離子，石灰乳中的氫氧化鈣能和鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，碳酸根離子能和鈣離子結(jié)合成碳酸鈣沉淀；
（4）根據(jù)反應(yīng)情況可以判斷從母液中可回收的主要物質(zhì)．

解答 解：（1）步驟I前，β-鋰輝石要粉碎成細(xì)顆粒的目的是增加接觸面積，使反應(yīng)充分，同時(shí)加快反應(yīng)速率．
故填：增加接觸面積，使反應(yīng)充分，同時(shí)加快反應(yīng)速率．
（2）步驟I中，酸浸后得到的酸性溶液除含有Li⁺、SO₄^2-，還含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等雜質(zhì)，需在攪拌下加入石灰石，這是因?yàn)槭�灰石中的碳酸鈣能和酸浸后得到的酸性溶液反應(yīng)，以調(diào)節(jié)溶液的pH到6.0～6.5．
故填：石灰石．
（3）步驟II中，H₂O₂溶液能把亞鐵離子氧化成鐵離子，石灰乳中的氫氧化鈣能和鎂離子反應(yīng)生成氫氧化鎂沉淀，碳酸根離子能和鈣離子結(jié)合成碳酸鈣沉淀，將適量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中，可除去的雜質(zhì)金屬離子有Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺．
故填：Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺．
（4）從母液中可回收的主要物質(zhì)是硫酸鋰和碳酸鈉反應(yīng)生成的硫酸鈉，氫氧根離子和鈉離子結(jié)合成的氫氧化鈉．
故填：NaOH、Na₂SO₄．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物質(zhì)的性質(zhì)，解答時(shí)要根據(jù)各種物質(zhì)的性質(zhì)，結(jié)合各方面條件進(jìn)行分析、判斷，從而得出正確的結(jié)論．