Question

（2010?西城区一模）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．其部分工艺流程如下：
已知：①Li₂O?Al₂O₃?4SiO₂+H₂SO₄（浓）

250℃-300℃  .

Li₂SO₄+Al₂O₃?4SiO₂?H₂O↓
②某些物质的溶解度（S）如下表所示．

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

（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

Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺

．
（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）

增加Ca²⁺、OH^-的浓度，有利于Mg（OH）₂、CaCO₃的析出

．
（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

Li₂CO₃的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li₂CO₃的损失

．
（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．
①a中，阳极的电极反应式是

2C1^--2e-=Cl₂↑

．
②b中，生成Li₂CO₃反应的化学方程式是

2Li₂OH+NH₄HCO₃=Li₂CO₃+NH₃+2H₂O

．

Answer 1

分析：（1）步骤Ⅱ中铝离子与氨水反应生成氢氧化铝沉淀；
（2）石灰乳是氢氧化钙，提供氢氧根离子和钙离子，更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子；
（3）依据图表分析可知碳酸锂溶解度随 温度升高减小；
（4）①Li₂CO₃溶于盐酸作电解槽的阳极液，阳极液中离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为2C1^--2e-=Cl₂↑，阴极反应为2H⁺+2e^-=H₂↑．离子选择透过膜只允许阳离子通过，电解过程中，Li⁺向阴极移动，而阴极电解后富余大量的OH^-，阳极的Li⁺通过离子选择透过膜到阴极，这样阴极就得到比较纯净的LiOH．
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂．

解答：解：（1）铝离子生成氢氧化铝的反应，反应离子方程式为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺，
故答案为：Al³⁺+3NH₃?H₂O=Al（OH）₃↓+3NH₄⁺；
（2）石灰乳是氢氧化钙，提供氢氧根离子和钙离子，更完全的沉淀镁离子和碳酸根离子，
故答案为：增加Ca²⁺、OH^-的浓度，有利于Mg（OH）₂、CaCO₃的析出；
（3）向滤液2中加入饱和Na₂CO₃溶液，过滤后，用“热水洗涤”，图表中碳酸锂溶解度随温度升高减小，减少沉淀的损失，
故答案为：Li₂CO₃的溶解度随温度升高而减小，热水洗涤可减少Li₂CO₃的损失；
（4））①Li₂CO₃溶于盐酸作电解槽的阳极液，阳极液中氯离子失电子，发生氧化反应，所以阳极反应为2C1^--2e-=Cl₂↑，
故答案为：2C1^--2e-=Cl₂↑；
②电解后向LiOH溶液中加入过量NH₄HCO₃溶液，氢氧化锂与碳酸氢铵反应生成碳酸锂的方程式为：2Li₂OH+NH₄HCO₃=Li₂CO₃+NH₃+2H₂O，
故答案为：2Li₂OH+NH₄HCO₃=Li₂CO₃+NH₃+2H₂O．

点评：本题考查了物质生产流程的分析判断，流程分析，物质性质的应用是解题关键，主要是铝及其化合物性质的应用，氧化铝的提取方法，题目难度中等．