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LiAlSi 2 O 6 ）为原材料制备Li 2 CO 3 的工艺

Question

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LiAlSi 2 O 6 ）为原材料制备Li 2 CO 3 的工艺流程如下： 已知①2LiAlSi 2 O 6 +H 2 SO 4 Li 2 SO 4 +Al 2 O 3 ·4SiO 2 ?H 2 O②Fe 3+ 、Al 3+ 、Fe 2+ 和Mg 2+ 以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH分别为3.2、4.7、9.0和11.1③某些物质的溶解度（S）如下表 请回答下列问题：（1）锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒的目的是 。（2）滤液a中含有Li + 、SO 4 2- ,另含有Fe 3+ 、Al 3+ 、Fe 2+ 、 Mg 2+ 、Ca 2+ 、 Na + 等杂质，步骤Ⅱ需在搅拌下加入石灰石以调节溶液的PH到6.0—6.5，此时沉淀的杂质离子有 ；石灰石调节溶液PH的原理的离子方程式为 。（3）步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H 2 O 2 溶液，石灰乳和Na 2 CO 3 溶液，发生氧化还原反应的离子方程式为 。（4）步骤Ⅲ中加入饱和Na 2 CO 3 溶液过滤后需要用热水洗涤的原因是 。（5）从滤液c中可回收的主要物质是 。

Answer 1

（1）增大锂辉石与硫酸的接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率 （2）Al 3+ 、Fe 3+    CaCO 3 +2H + =Ca 2+ +H 2 O+CO 2 ↑ （3）2Fe 2+ ＋H 2 O 2 ＋2H + =2Fe 3+ ＋2H 2 O， （4）Li 2 CO 3 的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li 2 CO 3 的损失   （5）Na 2 SO 4

试题分析：（1）锂辉石用浓硫酸浸取之前要粉碎成细颗粒可以扩大与硫酸的接触面积，加快浸出反应速率，提高浸出率。（2）在搅拌下加入石灰石以调节溶液的PH到6.0—6.5，此时因为Fe 3+ 、Al 3+ 完全形成氢氧化物沉淀时，溶液的PH分别为3.2、4.7，其它的PH值都大于 6.0—6.5。故此时沉淀的杂质离子有Al 3+ 、Fe 3+  。石灰石调节溶液PH的原理的离子方程式为CaCO 3 +2H + =Ca 2+ +H 2 O+CO 2 ↑。（3）加入双氧水能把亚铁离子氧化成铁离子，反应的离子方程式为：2Fe 2+ ＋H 2 O 2 ＋2H + =2Fe 3+ ＋2H 2 O，其它的反应都是复分解反应。（4）根据表格中碳酸锂的溶解度与温度的关系可知：Li 2 CO 3 的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li 2 CO 3 的损失。（5）由于它们发生了复分解反应。所以从滤液c中可回收的主要物质是Na 2 SO 4 。