Question

【題目】高純碳酸鋰是制備其他高純鋰化合物及鋰合金的主要原料。由粗碳酸鋰(含有Na+、 K+、Ca2+等雜質(zhì)離子)制備高純碳酸鋰的工藝流程如下：

碳酸鋰溶解度與溫度的關(guān)系如下表所示。

溫度/℃	0	20	40	60	80	100
溶解度/g	1.54	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72

回答下列問題：

(1)漿料酸化時，溫度不宜超過25℃的主要原因是____________________。

(2)蒸發(fā)時主要反應(yīng)的離子方程式為________；母液循環(huán)次數(shù)對純度、產(chǎn)率的影響如圖所示，循環(huán)不宜起過3次的主要原因是____________________。

(3)為了獲得高純Li2CO3，過濾II后的操作為________________________。

Answer 1

【答案】 溫度過髙，CO2和Li2CO3在水中溶解度會減小，減慢反應(yīng)速率 2Li++2HCO3- Li2CO3↓+CO2↑+H2O 循環(huán)次數(shù)增加，Na+、K+等雜質(zhì)離子濃度增加，會降低產(chǎn)品純度 將沉淀用熱水洗滌23次，干燥

【解析】粗碳酸鋰(含有Na+、K+、Ca2+等雜質(zhì)離子)制備高純Li2CO3的工藝流程：粗碳酸鋰溶于水再通入二氧化碳生成碳酸氫鹽，再加入磷酸鋰生成磷酸鈣沉淀，過濾而除去鈣，對濾液進行蒸發(fā)使碳酸氫鋰分解生成沉淀Li2CO3，過濾后濾液中含有部分鋰離子及鉀離子、鈉離子等，循環(huán)使用，濾渣為碳酸鋰，洗滌、干燥后可得純碳酸鋰。

(1)根據(jù)碳酸鋰在水的溶解度可知，溫度越高，碳酸鋰溶解度越小，二氧化碳氣體在水的溶解度也減小，減小了反應(yīng)速率，不利于生成碳酸氫鋰，故答案為：溫度過髙，CO2和Li2CO3在水中溶解度會減小，減慢反應(yīng)速率；

(3)蒸發(fā)時碳酸氫鋰生成碳酸鋰，反應(yīng)的離子方程式為2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O，母液循環(huán)次數(shù)增多，溶液中鈉離子、鉀離子的濃度會增大，會降低產(chǎn)品的純度，故答案為：2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O；循環(huán)次數(shù)增多，溶液中鈉離子、鉀離子的濃度會增大，會降低產(chǎn)品的純度；

(4)為了獲得高純Li2CO3，過濾Ⅱ后要將碳酸鋰用熱水洗滌2～3次、干燥，故答案為：將碳酸鋰用熱水洗滌2～3次、干燥。