工业上以锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）为原料生产碳*锂．其部分工业流程如图：...

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工业上以锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）为原料生产碳*锂．其部分工业流程如图：

已知：①Li2O•Al2O3•4SiO2+H2SO4（浓）Li2SO4+Al2O3•4SiO2•H2O

②某些物质的溶解度（S）如表所示．

（1）从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如图2所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得的物质．则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是　

请写出Al2O3和Na2CO3固体在高温下反应的化学方程式　　．

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）　　．

（3）最后一个步骤中，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：

a．将Li2CO3溶于盐*作电解槽的阳极液，LiOH溶液做*极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰*电极电解．

b．电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3．

①a中，阳极的电极反应式是　　．

②b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是　

【回答】

【考点】物质分离和提纯的方法和基本*作综合应用．

【分析】锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）经过研磨、加热、*化得到可溶*的硫*锂、硫*铝和不溶的二氧化硅，经过过滤，得到滤渣1二氧化硅，滤液1经过调节PH值，使溶液得到滤液2Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳以增加Ca2+、OH﹣的浓度，使Mg（OH）2、CaCO3更利于析出，以便形成滤渣2，热水洗涤Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳*锂，

（1）步骤Ⅱ中铝离子与氨水反应生成*氧化铝沉淀，*氧化铝不能溶解于弱碱溶液氨水中，氧化铝和碳**在高温下反应生成偏铝**和二氧化碳；

（2）石灰乳是*氧化钙，提供*氧根离子和钙离子，更完全的沉淀镁离子和碳*根离子；

（3）依据图表分析可知碳*锂溶解度随 温度升高减小；

（4）①Li2CO3溶于盐*作电解槽的阳极液，阳极液中离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为2C1﹣﹣2e﹣=Cl2↑，*极反应为2H++2e﹣=H2↑．离子选择透过膜只允许阳离子通过，电解过程中，Li+向*极移动，而*极电解后富余大量的OH﹣，阳极的Li+通过离子选择透过膜到*极，这样*极就得到比较纯净的LiOH．

②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，*氧化锂与碳**铵反应生成碳*锂．

【解答】解：锂辉石（Li2O•Al2O3•4SiO2，含少量Ca，Mg元素）经过研磨、加热、*化得到可溶*的硫*锂、硫*铝和不溶的二氧化硅，经过过滤，得到滤渣1二氧化硅，滤液1经过调节PH值，使溶液得到滤液2Mg（OH）2和CaCO3．向滤液1中加入石灰乳以增加Ca2+、OH﹣的浓度，使Mg（OH）2、CaCO3更利于析出，以便形成滤渣2，热水洗涤Li2CO3的溶解度随温度升高而减小，可减少Li2CO3的损失，得到最终产物碳*锂，

（1）铝离子生成*氧化铝的反应，*氧化铝不能溶解于弱碱溶液氨水中，反应离子方程式为：Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；

氧化铝和碳**在高温下反应生成偏铝**和二氧化碳，反应的化学方程式为Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2，

故*为：Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2；

（2）石灰乳是*氧化钙，提供*氧根离子和钙离子，根据反应Ca（OH）2⇌Ca2++2OH﹣可知，Mg2+与OH﹣结合生成Ksp很小的Mg（OH）2沉淀，导致平衡右移，生成Mg（OH）2沉淀，

故*为：Ca（OH）2⇌Ca2++2OH﹣，Mg2+与OH﹣结合生成Ksp很小的Mg（OH）2沉淀，导致平衡右移，生成Mg（OH）2沉淀；

（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*锂溶解度随温度升高减小，减少沉淀的损失，

故*为：减少Li2CO3的损失；

（4）①Li2CO3溶于盐*作电解槽的阳极液，阳极液中*离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为：2C1﹣﹣2e﹣=Cl2↑，

故*为：2C1﹣﹣2e﹣=Cl2↑；

②电解后向LiOH溶液中加入过量NH4HCO3溶液，*氧化锂与碳**铵反应生成碳*锂的方程式为：2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+NH3+2H2O，

故*为：2LiOH+NH4HCO3Li2CO3+NH3+2H2O．

知识点：金属元素的单质及其化合物

题型：综合题