Question

锂是密度最小的活泼金属，其单质及其化合物如：LiAlH₄、Li₂CO₃、 LiPF₆等有广泛的用途。工业上以锂辉石（主要成分为LiAlSi₂O₆，还含有硫酸钙、硫酸镁和铁的氧化物）为原料，制备Li₂CO₃的的工艺流程如下：

已知①LiAlSi₂O₆和H₂SO₄会生成SiO₂

②

	Fe^3+	A1^3+	Fe^2+	Mg^2+
氢氧化物完全沉淀pH	3.2	4.7	9.0	11.1

 ③某些物质的溶解度(S) 如下表

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

 请回答下列问题：

（1）LiAlSi₂O₆改写成氧化物的形式是___________________。

  己知表中40℃Li₂CO₃溶解度(饱和溶液的密度为ag/cm³)，则Li₂CO₃的溶度积(K_sp) 为________，(用含有a的代数式表示)

（2）步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H₂O₂溶液，石灰乳和Na₂CO₃溶液，发生氧化还原反应的离子 方程式为____________________。

（3）己知滤渣2 的主要成分有Mg(OH)₂ 。向滤液a中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)___________________。用热水洗涤Li₂CO₃固体目的是___________________。

Ⅱ.锂单质制备及其化合物的性质

（1）用碳酸锂和盐酸反应得到氯化锂溶液，写出如何从氯化锂溶液得到无水氯化锂固体的实验方法__________________。

（2） 已知2Li+H₂2LiH，LiH固体密度为0 8g/cm³，用锂吸收22.4L (标准状况) H₂， 生成的LiH体积与 被吸收 的 H₂ 体积 比 为________________。

Answer

Li2O·Al2O3·4SiO2 Ksp=1.53a3×10-2 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 加入石灰乳溶液中存在： ①Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) Mg2+与OH-产生Mg(OH)2沉淀，OH-浓度减小使①平衡正向移动 减少碳酸锂的损失，提高其产率 边加热边通入HCl气体，直至蒸干即得无水氯化锂 1/1120

【解析】 试题分析：由题中信息及流程可知，锂辉石矿粒经硫酸浸取后，除去不溶的二氧化硅，向滤液中加入石灰乳和Na2CO3溶液调节溶液的pH、加双氧水把亚铁离子氧化后，除去了杂质离子，再过滤，向滤液中加入饱和碳酸钠溶液把锂离子沉淀，分离、提纯得到碳酸锂。

（1）LiAlSi2O6改写成氧化物的形式是Li2O·Al2O3·4SiO2。

  由表可知，40℃Li2CO3溶解度(饱和溶液的密度为ag/cm3)为1.17g，则n(Li2CO3)=，所以，Li2CO3的溶度积(Ksp) 为Ksp=1.58a3×10-2。

（2）步骤Ⅱ在滤液a中加入的除杂剂依次为适量的H2O2溶液，石灰乳和Na2CO3溶液，发生氧化还原反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（3）己知滤渣2 的主要成分有Mg(OH)2 。向滤液a中加入石灰乳的作用是：加入石灰乳，溶液中存在沉淀溶解平衡： ①Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq) ，滤液a中Mg2+与OH-产生Mg(OH)2沉淀，OH-浓度减小使①平衡正向移动，这样可以保证溶液中OH-浓度保持在较高水平，有利于Mg2+完全沉淀。由表中溶解度信息可知，碳酸锂的溶解度随温度升高而减小，所以用热水洗涤Li2CO3固体目的是减少碳酸锂的损失，提高其产率。

Ⅱ.锂单质制备及其化合物的性质

（1）用碳酸锂和盐酸反应得到氯化锂溶液，制备无水氯化锂时要注意防止其水解，故从氯化锂溶液得到无水氯化锂固体的实验方法是：边加热边通入HCl气体，直至蒸干即得无水氯化锂。

（2） 由2Li+H22LiH可知，用锂吸收22.4L (标准状况) H2，即吸收1mol H2， 可以生成2mol LiH，2mol LiH的质量为18g，又知LiH固体密度为0 8g/cm3，故其体积与 被吸收 的 H2 体积 比 为1/1120。