高纯碳酸锂是制备其他高纯锂化合物及锂合金的主要原料。由粗碳酸锂(含有Na+、 K+、Ca2+等杂质离子)制备高纯碳酸锂的工艺流程如下:

所属学校:学历教育 科目:高中化学 2024-09-20 08:22:30 高中化学

高纯碳酸锂是制备其他高纯锂化合物及锂合金的主要原料。由粗碳酸锂(含有Na+、 K+、Ca2+等杂质离子)制备高纯碳酸锂的工艺流程如下:

1

碳酸锂溶解度与温度的关系如下表所示。

温度/℃

0

20

40

60

80

100

溶解度/g

1.54

1.33

1.17

1.01

0.85

0.72

回答下列问题:

(1)浆料酸化时,温度不宜超过25℃的主要原因是____________________。

(2)蒸发时主要反应的离子方程式为________;母液循环次数对纯度、产率的影响如图所示,循环不宜起过3次的主要原因是____________________。

2

(3)为了获得高纯Li2CO3,过滤II后的操作为________________________。

【答案】

温度过髙,CO2和Li2CO3在水中溶解度会减小,减慢反应速率 2Li++2HCO3-1 Li2CO3↓+CO2↑+H2O 循环次数增加,Na+、K+等杂质离子浓度增加,会降低产品纯度 将沉淀用热水洗涤2〜3次,干燥

【解析】

粗碳酸锂(含有Na+、K+、Ca2+等杂质离子)制备高纯Li2CO3的工艺流程:粗碳酸锂溶于水再通入二氧化碳生成碳酸氢盐,再加入磷酸锂生成磷酸钙沉淀,过滤而除去钙,对滤液进行蒸发使碳酸氢锂分解生成沉淀Li2CO3,过滤后滤液中含有部分锂离子及钾离子、钠离子等,循环使用,滤渣为碳酸锂,洗涤、干燥后可得纯碳酸锂。

(1)根据碳酸锂在水的溶解度可知,温度越高,碳酸锂溶解度越小,二氧化碳气体在水的溶解度也减小,减小了反应速率,不利于生成碳酸氢锂,故答案为:温度过髙,CO2和Li2CO3在水中溶解度会减小,减慢反应速率;

(3)蒸发时碳酸氢锂生成碳酸锂,反应的离子方程式为2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O,母液循环次数增多,溶液中钠离子、钾离子的浓度会增大,会降低产品的纯度,故答案为:2Li++2HCO3-=Li2CO3↓+CO2↑+H2O;循环次数增多,溶液中钠离子、钾离子的浓度会增大,会降低产品的纯度;

(4)为了获得高纯Li2CO3,过滤Ⅱ后要将碳酸锂用热水洗涤2~3次、干燥,故答案为:将碳酸锂用热水洗涤2~3次、干燥。

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