Question

【题目】氟化锂(LiF)难溶于水，可用于核工业、光学玻璃制造等。以透锂长石(含Li2O、Al2O3、SiO2)为原料制备氟化锂的工艺流程如下：

回答下列问题：

（1）滤液I中含有的金属离子有________，滤渣I的用途是（请写出两种用途）________。

（2）滤渣Ⅱ是目前应用最广泛的无机阻燃剂，写出生成滤渣Ⅱ的离子方程式：_________。常温下，若向滤液I中滴加氨水调节pH=5时，溶液中c(Al3+)=________mol·L－1，则溶液中A13+________(填“是”或“否”)完全沉淀(已知Ksp[Al(OH)3]=2.0×10－33，且溶液中的离子浓度小于1.0×10－5mol·L－1时沉淀完全)。

（3）操作Ⅳ包括________、洗涤和干燥。

（4）写出Li2CO3与氢氟酸反应的化学方程式：_____________，该反应不能在玻璃容器中进行的原因是由于存在着化学反应，则该反应的化学方程式：___________。

Answer 1

【答案】Li+、Al3+ 制作光导纤维或制玻璃、制粗硅等 Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)2↓+3NH4+ 2.0×10-6 是 过滤 Li2CO3+2HF＝2LiF+CO2↑+H2O 4HF+SiO2＝2H2O+SiF4↑

【解析】

透锂长石(含Li2O、Al2O3、SiO2)粉碎加硫酸，浸取、过滤，滤液Ⅰ中含有Li+、Al3+、SO42-，二氧化硅不溶。滤液Ⅰ调节溶液的pH得到氢氧化铝沉淀，滤液Ⅱ中加入Na2CO3溶液得到Li2CO3沉淀，氢氟酸溶解Li2CO3得到LiF，据此解答。

（1）Li2O、Al2O3均能与稀硫酸反应生成硫酸锂和硫酸铝，因此滤液I中含有的金属离子有Li+、Al3+；SiO2与稀硫酸不反应，过滤后得到滤渣，则滤渣I的用途是制作光导纤维或制玻璃、制粗硅等。

（2）硫酸铝与氨水反应生成氢氧化铝沉淀，则滤渣Ⅱ是氢氧化铝，因此生成滤渣Ⅱ的离子方程式为Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)2↓+3NH4+。常温下，溶液中c(OH-)＝Kw/c(H+)＝10-14/10-5 mol·L－1＝10-9 mol·L－1，Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3+)c3(OH-)＝c(Al3+)×(10-9)3＝2.0×10－33，解得c(Al3+)＝2.0×10-6mol·L－1＜1.0×10－5mol·L－1，所以铝离子完全沉淀。

（3）由流程图知操作Ⅳ包括过滤、洗涤和干燥。

（4）Li2CO3与氢氟酸发生复分解反应，化学方程式为Li2CO3+2HF＝2LiF+CO2↑+H2O；氢氟酸与玻璃中的二氧化硅反应，所以不能在玻璃容器中进行，反应的方程式为4HF+SiO2＝2H2O+SiF4↑。