Question

碳酸锂广泛应用于化工、冶金等行业．工业上利用锂辉石（Li₂Al₂Si₄O_x）制备碳酸锂的流程如图：

已知：碳酸锂的溶解度为（（g/L）

温度	0	10	20	30	40	50	60	80	100
Li2CO3	1. 54	1. 43	1. 33	1. 25	1. 17	1. 08	1. 01	0. 85	0. 72

请回答下列问题：

（1）锂辉（Li₂Al₂Si₄O_x）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为__________。

（2）硫酸化焙烧温度控制在250℃﹣300℃之间，主要原因是________；焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右，硫酸加入过多的副作用是_________。

（3）水浸时，加入CaCO₃粉末充分反应后过滤，滤渣的主要成分除CaCO₃外还有___________________________。

（4）“沉锂”的化学反应方程式为_______________________。

（5）“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是_______________，过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有_____和______。

Answer

Li2O•Al2O3•4SiO2 温度低于250℃，反应速率较慢，温度高于300℃，硫酸挥发较多 后续中还需要除去过量的硫酸，增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担 CaSO4、SiO2、Al(OH)3 Na2CO3+Li2SO4=Li2CO3↓+Na2SO4 温度越高，碳酸锂溶解度降低，可以增加产率 碳酸钠 碳酸锂

【解析】（1）锂辉（Li2Al2Si4Ox）可以用氧化物的形式表示其组成，形式为 Li2O•Al2O3•4SiO2 ；（2）硫酸化焙烧温度控制在250℃﹣300℃之间，主要原因是温度低于250℃，反应速率较慢，温度高于300℃，硫酸挥发较多；焙烧中硫酸用量控制在理论用量的l15%左右，硫酸加入过多的副作用是后续中还需要除去过量的硫酸，增加后续杂质的处理量、增加后续中和酸的负担 ；（3）水浸时，加入CaCO3粉末充分反应后过滤，滤渣的主要成分除CaCO3外还有CaSO4、SiO2、Al(OH)3 ；（4）“沉锂”的化学反应方程式为Na2CO3+Li2SO4=Li2CO3↓+Na2SO4；（5）温度越高，碳酸锂溶解度降低，减少碳酸锂溶解，可以增加产率；溶液中硫酸钠不反应，使用碳酸钠要过量，少量碳酸锂溶解在溶液中，过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸锂。过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸锂。所以“沉锂”需要在95℃以上进行，主要原因是温度越高，碳酸锂溶解度降低，可以增加产率；过滤碳酸锂所得母液中主要含有硫酸钠，还可能含有碳酸钠和碳酸锂。

点睛：本题考查物质的制备，是高频考点，掌握制备实验流程、物质分离提纯的实验操作、对操作与原理的分析和评介等是解题关键，是对学生分析能力的综合考查，注重对工艺流程的理解，难度中等。