专题一:无机综合应用一(生产工艺为背景)【例题】2010 年广东卷 32.碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域
以-锂辉石(主要成分为 Li2O·Al2O3·4SiO2)为原料制备 Li2CO3的工艺流程如下:已知:Fe3+、Al3+、Fe2+和 Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的 pH 分别为3
7 和 12
4;Li2SO4、LiOH 和 Li2CO3在 303 K 下的溶解度分别为 34
2 g、12
7 g 和 1
⑴ 步骤 I 前,-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是________________
⑵ 步骤 I 中,酸浸后得到的酸性溶液中含有 Li+、SO,另含有 Al3+、Fe3+、Fe2+、Mg2+、Ca2+、Na+等杂质,需在搅拌下加入_____________(填“石灰石”、“氯化钙”或“稀硫酸”)以调节溶液的 pH 到 6.0~6.5,沉淀部分杂质离子,然后分离得到浸出液
⑶ 步骤 II 中,将适量的 H2O2溶液、石灰乳和 Na2CO3溶液依次加入浸出液中,可除去的杂质金属离子有
⑷ 步骤 III 中,生成沉淀的离子方程式为________________
⑸ 从母液中可回收的主要物质是_____________________
【分析】本题是一个工艺生产背景,目的是用锂、铝硅酸盐制备 Li2CO3
大致浏览流程图知道第Ⅰ段是把锂元素转移到溶液中,第Ⅱ段是除去杂质,第Ⅲ段是反应生成产品
第(1)小题,固体粉碎后接着进行酸浸,要发生化学反应,故其直接目的是增大固体与硫酸的接触面积,增大了反应速率,间接目的是使单位时间内锂元素的浸出率更高
第(2)小题,要求用调节 pH 的方法使杂质离子沉淀除去,显然需要用到题干中几种阳离子的沉淀 pH 信息,调节前是酸浸得到的溶液,硫酸必然是过量的故酸性较强,调节的目的应该是使 pH 升高,故应加