Question

氢氧化锂（LiOH）是重要的初加T锂产品之一，可用于继续生产氟化锂、锰酸锂等，用天然锂辉石（主要成分LiAISi₂O₃，含有Fe （III）等杂质）生产LiOH的一种工艺流程如图所示：

已知溶液1中含有Li⁺、K⁺、A1³⁺、Na⁺、Fe³⁺、SO₄^2-等离子，请回答相关问题。

（l）将LiAlSi₂O₆改写为氧化物的形式：____。

（2）高温烧结的目的是____。操作1是 __ 。

（3）净化过滤过程中溶液的pH不能过低也不能过高，原因是____。

（4）流程中的某种物质可循环利用，该物质的化学式是____。

（5）工业生产中通过电解LiCI溶液的方法也可制得LiOH，其原理如图所示，电极a应连接电源的____（选填“正极”或“负极”），电极b发生的反应是 ___，阳离子交换膜的作用是___

Answer

Li2O•Al2O3•4SiO2 将锂辉石转化为可溶性硫酸盐，与杂质分离 溶解、过滤 pH过低Al3+和Fe3+不能完全除去，pH过高会使生成的Al(OH)3部分溶解 3K2SO4•Na2SO4 正极 2H2O+2e-=H2↑+2OH- 可以防止OH-进入左室与Cl2反应，还可以让更多的Li+进入右室得到高浓度的LiOH

【解析】

（1）将硅酸盐改为氧化物形式的方法为；依次将各元素写成氧化物形式，中间用“•”连接，同时注意氧化物的先后顺序，LiAlSi2O6改写为氧化物的形式为：Li2O•Al2O3•4SiO2。

答案为：Li2O•Al2O3•4SiO2。

（2）由操作1前后物质的状态可知，操作1应该是溶解、过滤，根据所得溶液1里的成分全部为可溶性硫酸盐电离产生的离子可以确定，高温烧结的目的一个是为了除去杂质，另外更重要的就是将矿石中难溶成分转化为可溶成分，再通过后续操作进行分离。

答案为：将锂辉石转化为可溶性硫酸盐，与杂质分离；溶解、过滤。

（3）净化操作中加入NaOH溶液，目的是为了将溶液里的杂质离子Fe3+、Al3+转化为沉淀除去，pH过低杂质不能完全除去，而pH过高，NaOH浓度太大，又能使生成的Al(OH)3部分溶解，所以需要控制溶液的pH在一定的范围。

答案为：pH过低Al3+和Fe3+不能完全除去，pH过高会使生成的Al(OH)3部分溶解。

（4）根据题词信息可知，可以循环使用的物质是：3K2SO4•Na2SO4。

答案为：3K2SO4•Na2SO4。

（5）据图可知电解池两极均有气体产生，则两极反应为：阳极：2Cl--2e-=Cl2↑，阴极：2H2O+2e-=H2↑+2OH-，由右室通入LiOH稀溶液可知，溶液B为制得的LiOH溶液，右室为阴极区，电极b与电源负极相连，则左室为阳极区，电极a与电源正极相连，电极b上的反应为：2H2O+2e-=H2↑+2OH-；阳离子交换膜可以防止OH-进入左室与Cl2反应，还可以让更多的Li+进入右室得到高浓度的LiOH。

答案为：正极；2H2O+2e-=H2↑+2OH-；可以防止OH-进入左室与Cl2反应，还可以让更多的Li+进入右室得到高浓度的LiOH。