Question

碳酸锂是一种重要的锂盐，广泛应用于锂离子电池生产中。工业上可以用锂辉石精矿(主要成分是Li₂O、含有Al₂O₃、SiO₂等杂质) 为原料制取高纯的碳酸锂。某校化学活动小组收集了碳酸锂的溶解度数据如表：

温度(℃)	0	20	40	60	80	100
溶解度(g)	1.54	1.33	1.17	1.01	0.85	0.72

设计了制取碳酸锂的工艺流程(如图)：

请回答：

(1)操作a所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和_____。

(2)热酸浸提中可能发生反应的化学方程式：

①_____；

②Li₂O+H₂SO₄=Li₂SO₄+H₂O。

(3)“洗涤”滤渣C时应该使用热水，其原因是_____。

(4)为了探究热酸浸提的最佳条件，将矿石在一定条件下酸浸4小时，测量锂元素浸出率的部分数据如表：

编号	矿酸比	硫酸浓度(%)	MgSO4用量(g)	温度(℃)	锂元素浸出率(%)
1	1：1	90	0.00	100	70.34
2	1：1	98	0.00	100	73.89
3	1：1	98	0.00	150	78.24
4	1：3	98	0.00	200	85.53
5	1：3	98	1.25	250	90.26
6	1：3	98	2.50	250	95.88

①对比分析编号1和编号2的实验数据，可以得到的结论是_____。

②有同学想在实验6的基础上，从降低成本角度继续研究提高锂元素的浸出率，下面设计合理的是_____。

A 矿酸比1：2，硫酸浓度98%，MgSO₄用量0.00，温度150℃

B 矿酸比1：2，硫酸浓度98%，MgSO₄用量2.50，温度200℃

C 矿酸比1：2，硫酸浓度98%，MgSO₄用量2.50，温度250℃

D 矿酸比1：3，硫酸浓度98%，MgSO₄用量2.00，温度250℃

Answer

漏斗； Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O 碳酸锂在热水中溶解度很小，避免了洗涤过程中碳酸锂的损耗 其他条件相同时，增大硫酸的浓度，锂元素的浸出率提高 D

【解析】

(1)过滤可以将不溶性固体从溶液中分离出来，过滤需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和漏斗；

(2)氧化铝和硫酸反应生成硫酸铝和水，化学方程式为：Al2O3+3H2SO4＝Al2(SO4)3+3H2O；

(3)碳酸锂在热水中溶解度很小，避免了洗涤过程中碳酸锂的损耗，所以“洗涤”滤渣C时应该使用热水；

(4)对比分析编号1和编号2的实验数据，可以得到的结论是：其他条件相同时，增大硫酸的浓度，锂元素的浸出率提高；通过分析表格提供的数据可以看出，为了降低生产成本，除了尽可能减少硫酸的配量、降低能源消耗等操作，所以在实验6的基础上，从降低成本角度继续研究提高锂元素的浸出率，设计合理的是：矿酸比1：3，硫酸浓度98%，MgSO4用量2.00，温度250℃。