—锂辉石的主要成分是Li2O·Al2O3·4SiO2，还含有FeO、CaO、MgO等。以—...

—锂辉石的主要成分是Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂，还含有FeO、CaO、MgO等。

以—锂辉石为原料制备碳酸锂的一种流程如下：

已知：①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH：

②Li₂CO₃在不同温度的溶解度如下表：

回答下列问题：

（1）反应II中加碳酸钙的作用是________。

（2）写出反应III中生成沉淀A的离子方程式、。

（3）写出反应IV的化学方程式________。洗涤所得Li₂CO₃沉淀要用热水而非冷水，原因是________。

（4）实验室中常用于蒸发浓缩的硅酸盐质的仪器有______________。

A、蒸发皿   B、玻璃棒   C、铁架台（带铁圈）    D、酒精灯  E、圆底烧瓶

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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。

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工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如下：

已知：①锂辉石的主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，其中含少量FeO、MgO等。

②Li2O·Al2O3·4SiO2+H2SO4Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O

③某些物质的溶解度(S)如下表所示。

④Fe3+完全沉淀时pH为3.4

(1)为提高原料浸出速率，除升高温度外还可采取的措施是__________(任写一条)。

(2)在滤液1中加入H2O2的目的是__________(用离子方程式表示)；调节pH最佳试剂是__________(填序号 )。

A．CuO　　　　　　　　　　 B．CuCO3　　　　　　　　 C．MgO　　　　　　　　 D．NH3·H2O

(3)从滤渣中分离出Al2O3的流程如下图所示，请写出生成沉淀的离子方程式__________。

(4)向滤液2中加入Na2CO3溶液的作用是__________。

(5)“过滤、热水洗涤”步骤中，“热水洗涤”的原因是__________;证明沉淀已洗净的操作是__________。

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工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如下：

已知：①锂辉石的主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，其中含少量Ca、Mg元素。

②Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓) Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O

③某些物质的溶解度（s）如下表所示。

（1）从滤渣Ⅰ中分离出Al2O3的流程如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式______。

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）________________________________________________。

（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的目的是______________________________。

（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

①a中，阳极的电极反应式是_________________________

②电解后，LiOH溶液浓度增大的原因_________________，b中生成Li2CO3反应的化学方程式是___________________________________________。

（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，试写出该电池放电时的正极反应：__________________。

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工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如下：

已知：①锂辉石的主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，其中含少量Ca、Mg元素。

②Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓) Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O

③某些物质的溶解度（s）如下表所示。

（1）从滤渣Ⅰ中分离出Al2O3的流程如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式______。

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）________________________________________________。

（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的目的是______________________________。

（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

①a中，阳极的电极反应式是_________________________

②电解后，LiOH溶液浓度增大的原因_________________，b中生成Li2CO3反应的化学方程式是___________________________________________。

（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，试写出该电池放电时的正极反应：__________________。

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工业上以锂辉石为原料生产碳酸锂的部分工业流程如下：

已知：①锂辉石的主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2，其中含少量Ca、Mg元素。

②Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓) Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O

③某些物质的溶解度（s）如下表所示。

（1）从滤渣Ⅰ中分离出Al2O3的流程如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式______。

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）________________________________________________。

（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的目的是______________________________。

（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

①a中，阳极的电极反应式是_________________________

②电解后，LiOH溶液浓度增大的原因_________________，b中生成Li2CO3反应的化学方程式是___________________________________________。

（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+，试写出该电池放电时的正极反应：__________________。

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2019年诺贝尔化学奖颁给了日本吉野彰等三人，以表彰他们对锂离子电池研发的卓越贡献。

（1）工业中利用锂辉石（主要成分为LiAlSi2O6，还含有FeO、CaO、MgO等）制备钴酸锂(LiCoO2)的流程如图：

回答下列问题：

①锂辉石的主要成分为LiAlSi2O6，其氧化物的形式为___。

②为提高“酸化焙烧”效率，常采取的措施是___。

③向“浸出液”中加入CaCO3，其目的是除去“酸化焙烧”中过量的硫酸，控制pH使Fe3+、A13+完全沉淀，则pH至少为___。(已知：，Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38，Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33，完全沉淀后离子浓度低于1×l0-5)mol/L）。

④“滤渣2”的主要化学成分为___。

⑤“沉锂”过程中加入的沉淀剂为饱和的___(化学式）溶液。

（2）利用锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性，开发出石墨烯电池，电池反应式为LiCoO2+C6LixC6+Li1-xCoO2其工作原理如图2。下列关于该电池的说法正确的是___（填字母）。

A.过程1为放电过程

B.该电池若用隔膜可选用质子交换膜

C.石墨烯电池的优点是提高电池的储锂容量进而提高能量密度

D.充电时，LiCoO2极发生的电极反应为LiCoO2-xe-=xLi++Li1-xCoO2

E.对废旧的该电池进行“放电处理”让Li+嵌入石墨烯中而有利于回收

（3）LiFePO4也是一种电动汽车电池的电极材料，实验室先将绿矾溶解在磷酸中，再加入氢氧化钠和次氯酸钠溶液反应获得FePO4固体。再将FePO4固体与H2C2O4和LiOH反应即可获得LiFePO4同时获得两种气体。

①写出FePO4固体与H2C2O4和LiOH反应溶液获得LiFePO4的化学方程式___。

②LiFePO4需要在高温下成型才能作为电极，高温成型时要加入少量活性炭黑，其作用是___。

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（16分）工业上以锂辉石（Li2O·Al2O3·4SiO2，含少量Ca,Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下：

已知：①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O

②某些物质的溶解度（S）如下表所示。

（1）从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______________________________。

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述）_____________________________。

（3）最后一个步骤中，用“热水洗涤”的目的是______________________________。

（4）工业上，将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下：

a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液做阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热，过滤、烘干得高纯Li2CO3。

①a中，阳极的电极反应式是_________________________。

②电解后，LiOH溶液浓度增大的原因_____，b中，生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。

（5）磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导Li+试写出该电池放电时的正极反应：__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体（标准状况）产生时，该电池消耗锂的质量为__________________。

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（12分）工业上以锂辉石（Li₂O·A1₂O₃·4SiO₂，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：

已知：① Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂ +H₂SO₄（浓）Li₂SO₄+Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓

② 某些物质的溶解度（S）如下表所示。

（1）从滤渣1中分离出Al₂O₃的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中最佳反应的离子方程式是____________________________。

（2）已知滤液1中的主要离子为Li⁺、Mg^2＋、Ca²⁺、SO₄^2－，滤渣2的主要成分有Mg(OH)₂和CaCO₃。向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡原理简述，并写离子方程式）

__________________________________________________________________。

（3）向滤液2中加入饱和Na₂CO₃溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是________　　________。

（4）工业上，将Li₂CO₃粗品制备成高纯Li₂CO₃的部分工艺如下。

a．将Li₂CO₃溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，过滤、烘干得高纯Li₂CO₃。

① a中，阳极的电极反应式是______________________________________。

② b中，生成Li₂CO₃反应的化学方程式是______________________________。

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（10分）工业上以锂辉石（Li₂O·A1₂O₃·4SiO₂，含少量Ca、Mg元素）为原料生产碳酸锂。其部分工艺流程如下：

已知：① Li₂O·Al₂O₃·4SiO₂ +H₂SO₄（浓）         Li₂SO₄+Al₂O₃·4SiO₂·H₂O↓

② 某些物质的溶解度（S）如下表所示。

（1）从滤渣1中分离出Al₂O₃的部分流程如下图所示，括号表示加入的试剂，方框表示所得到的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是________。

（2）已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)₂和CaCO₃。

向滤液1中加入石灰乳的作用是（运用化学平衡移动原理解释）________。

（3）向滤液2中加入饱和Na₂CO₃溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是

________。

（4）工业上，将Li₂CO₃粗品制备成高纯Li₂CO₃的部分工艺如下。

a．将Li₂CO₃溶于盐酸作电解槽的阳极液，LiOH溶液作阴极液，两者用离子选择透过膜隔开，用惰性电极电解。

b．电解后向LiOH溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，过滤、烘干得高纯Li₂CO₃。

① a中，阳极的电极反应式是________。

② b中，生成Li₂CO₃反应的化学方程式是________。

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