Question

碳酸鋰廣泛應(yīng)用于陶瓷和醫(yī)藥等領(lǐng)域，以鋰輝石（主要成分為L(zhǎng)iAlSi₂O₆）為原材料制備Li₂CO₃的工藝流程如下：

已知①2LiAlSi₂O₆+H₂SO₄Li₂SO₄+Al₂O₃·4SiO₂?H₂O
②Fe³⁺、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、4.7、9.0和11.1
③某些物質(zhì)的溶解度（S）如下表

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）鋰輝石用濃硫酸浸取之前要粉碎成細(xì)顆粒的目的是                。
（2）濾液a中含有Li⁺、SO₄^2-,另含有Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺、 Mg²⁺  、Ca²⁺ 、Na⁺等雜質(zhì)，步驟Ⅱ需在攪拌下加入石灰石以調(diào)節(jié)溶液的PH到6.0—6.5，此時(shí)沉淀的雜質(zhì)離子有            ；石灰石調(diào)節(jié)溶液PH的原理的離子方程式為                       。
（3）步驟Ⅱ在濾液a中加入的除雜劑依次為適量的H₂O₂溶液，石灰乳和Na₂CO₃溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的離子方程式為                                 。
（4）步驟Ⅲ中加入飽和Na₂CO₃溶液過(guò)濾后需要用熱水洗滌的原因是                。
（5）從濾液c中可回收的主要物質(zhì)是                。

Answer 1

（1）增大鋰輝石與硫酸的接觸面積，加快浸出反應(yīng)速率，提高浸出率
（2）Al³⁺、Fe³⁺   CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑ （3）2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺=2Fe³⁺＋2H₂O，
（4）Li₂CO₃的溶解度隨溫度升高而減小，熱水洗滌可減少Li₂CO₃的損失   （5）Na₂SO₄

試題分析：（1）鋰輝石用濃硫酸浸取之前要粉碎成細(xì)顆�？梢詳U(kuò)大與硫酸的接觸面積，加快浸出反應(yīng)速率，提高浸出率。（2）在攪拌下加入石灰石以調(diào)節(jié)溶液的PH到6.0—6.5，此時(shí)因?yàn)镕e³⁺、Al³⁺完全形成氫氧化物沉淀時(shí)，溶液的PH分別為3.2、4.7，其它的PH值都大于 6.0—6.5。故此時(shí)沉淀的雜質(zhì)離子有Al³⁺、Fe³⁺ 。石灰石調(diào)節(jié)溶液PH的原理的離子方程式為CaCO₃+2H⁺=Ca²⁺+H₂O+CO₂↑。（3）加入雙氧水能把亞鐵離子氧化成鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe²⁺＋H₂O₂＋2H⁺=2Fe³⁺＋2H₂O，其它的反應(yīng)都是復(fù)分解反應(yīng)。（4）根據(jù)表格中碳酸鋰的溶解度與溫度的關(guān)系可知：Li₂CO₃的溶解度隨溫度升高而減小，熱水洗滌可減少Li₂CO₃的損失。（5）由于它們發(fā)生了復(fù)分解反應(yīng)。所以從濾液c中可回收的主要物質(zhì)是Na₂SO_4。