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碳酸鋰廣泛應用于陶瓷和醫藥等領域,以β—鋰輝石(主要成分為Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂)為原料制備Li₂CO₃的工藝流程如下:

已知:Fe³⁺、Al³⁺、Fe²⁺和Mg²⁺以氫氧化物形式完全沉淀時,溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和12.4;Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303 K下的溶解度分別為34.2 g、12.7 g和1.3 g。

（1）步驟Ⅰ前,β—鋰輝石要粉碎成細顆粒的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

（2）步驟Ⅰ中,酸浸后得到的酸性溶液中含有Li⁺、SO₄^2-；另含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等雜質,需在攪拌下加入　　　(填“石灰石”、“氯化鈣”或“稀硫酸”)以調節溶液的pH到6.0~6.5,沉淀部分雜質離子,然后分離得到浸出液。

（3）步驟Ⅱ中,將適量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中,可除去的雜質金屬離子有　　　　　　　　　　　　　　　　。

（4）步驟Ⅲ中,生成沉淀的離子方程式為　                                       。

（5）從母液中可回收的主要物質是　　　                                   。

 

（12分）工業上以鋰輝石（Li₂O·A1₂O₃·4SiO₂，含少量Ca、Mg元素）為原料生產碳酸鋰。其部分工藝流程如下：

已知：① Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂ +H₂SO₄（濃）Li₂SO₄+Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓

② 某些物質的溶解度（S）如下表所示。

T/℃	20	40	60	80
S(Li2CO3)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
S(Li2SO4)/g	34.2	32.8	31.9	30.7

（1）從濾渣1中分離出Al₂O₃的部分流程如下圖所示，括號表示加入的試劑，方框表示所得到的物質。則步驟Ⅱ中最佳反應的離子方程式是____________________________。

（2）已知濾液1中的主要離子為Li⁺、Mg^2＋、Ca²⁺、SO₄^2－，濾渣2的主要成分有Mg(OH)₂和CaCO₃。向濾液1中加入石灰乳的作用是（運用化學平衡原理簡述，并寫離子方程式）

__________________________________________________________________。

（3）向濾液2中加入飽和Na₂CO₃溶液，過濾后，用“熱水洗滌”的原因是  　　    。

（4）工業上，將Li₂CO₃粗品制備成高純Li₂CO₃的部分工藝如下。

a．將Li₂CO₃溶于鹽酸作電解槽的陽極液，LiOH溶液作陰極液，兩者用離子選擇透過膜隔開，用惰性電極電解。

b．電解后向LiOH溶液中加入過量NH₄HCO₃溶液，過濾、烘干得高純Li₂CO₃。

① a中，陽極的電極反應式是______________________________________。

② b中，生成Li₂CO₃反應的化學方程式是______________________________。

 

（12分）工業上以鋰輝石（Li₂O·A1₂O₃·4SiO₂，含少量Ca、Mg元素）為原料生產碳酸鋰。其部分工藝流程如下：

已知：①Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂ +H₂SO₄（濃）Li₂SO₄+Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓
②某些物質的溶解度（S）如下表所示。

T/℃	20	40	60	80
S(Li2CO3)/g	1.33	1.17	1.01	0.85
S(Li2SO4)/g	34.2	32.8	31.9	30.7

（1）從濾渣1中分離出Al₂O₃的部分流程如下圖所示，括號表示加入的試劑，方框表示所得到的物質。則步驟Ⅱ中最佳反應的離子方程式是____________________________。

（2）已知濾液1中的主要離子為Li⁺、Mg^2＋、Ca²⁺、SO₄^2－，濾渣2的主要成分有Mg(OH)₂和CaCO₃。向濾液1中加入石灰乳的作用是（運用化學平衡原理簡述，并寫離子方程式）
__________________________________________________________________。
（3）向濾液2中加入飽和Na₂CO₃溶液，過濾后，用“熱水洗滌”的原因是 　　   。
（4）工業上，將Li₂CO₃粗品制備成高純Li₂CO₃的部分工藝如下。
a．將Li₂CO₃溶于鹽酸作電解槽的陽極液，LiOH溶液作陰極液，兩者用離子選擇透過膜隔開，用惰性電極電解。
b．電解后向LiOH溶液中加入過量NH₄HCO₃溶液，過濾、烘干得高純Li₂CO₃。
① a中，陽極的電極反應式是______________________________________。
②b中，生成Li₂CO₃反應的化學方程式是______________________________。