Question

碳酸锂广泛应用于陶瓷和医药等领域。以β-锂辉石（主要成分为Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂）为原料制备Li₂CO₃的工艺流程如下：

已知：Fe^{3 +}、Al^{3 +}、Fe^{2 +}和Mg^{2 +}以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为 3.2、5.2、9.7和12.4；Li₂SO₄、LiOH和Li₂CO₃在303K下的溶解度分别为34.2 g、12.7 g和1.3g。

（1）步骤I前，β-锂辉石要粉碎成细颗粒的目的是                                  。

（2）步骤I中，酸浸后得到的酸性溶液除含有Li⁺、SO₄^2-，还含有Al³⁺、Fe³⁺、Fe²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Na⁺等杂质，需在搅拌下加入              （填“石灰石”、 “氯化钙”或“稀硫酸”）以调节溶液的pH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，然后分离得到浸出液。

（3）步骤II中，将适量的H₂O₂溶液、石灰乳和Na₂CO₃溶液依次加入浸出液中，可除去的杂质金属离子有                           。

（4）步骤III中，生成沉淀的离子方程式为                                       。

（5）从母液中可回收的主要物质是                        。

Answer

⑴增加接触面积使反应充分同时加快反应速度。

⑵石灰石。石灰石与酸作用，才可调节溶液的PH值。调节溶液的PH到6.0~6.5，沉淀部分杂质离子，此时Al3+、Fe3+已除去。

⑶Fe2+ ，Mg2+、Ca2+ 。加入适量的H2O2溶液、石灰乳为了把Fe2+ ，Mg2+除去，加入适量Na2CO3溶液为了除去Ca2+ ,过滤后，滤液为LiOH和Li2SO4。蒸发浓缩滤液和加入饱和碳酸钠溶液有利于得到Li2CO3沉淀。

⑷2Li++CO32-=Li2CO3↓

⑸NaOH、Na2SO4