Question

【題目】鋰離子電池與傳統(tǒng)電池相比，充電更快，功率密度更高，使用時(shí)間更長，在手機(jī)和筆記本電腦等便攜式電子產(chǎn)品上廣泛應(yīng)用。工業(yè)上常以鋰輝礦(主要成分為 LiAlSi2O6，還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來制取金屬鋰，其中一種工藝流程如下

已知

①部分金屬氫氧化物開始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH：

②Li2CO3的溶解度隨溫度變化如圖所示：

試回答下列問題：

(1)酸浸時(shí)，為了提高浸取率可采取升高溫度、粉碎礦石、攪拌、過濾后再次浸取等措施還可通過_______來提高浸取率。

(2)反應(yīng)I中應(yīng)調(diào)節(jié)pH范圍為_______，沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，還有___________。

(3)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為_________________。

(4)“操作I＂的名稱為______；洗滌Li2CO3沉淀要使用___(選填“熱水”或“冷水”)，理由是_________。

(5)已知銣(Rb)是制造光電管的材料，它與鋰同主族。將 amol CH3 COORb溶于水配成溶液，向該溶液中滴加 bLc mol／L醋酸后，溶液呈中性。則c=_______(用含a、b的式子表示；已知25℃時(shí)，CH3COOH電離平衡常數(shù)ka＝210－5)。

Answer 1

【答案】延長浸取時(shí)間（或：增大酸的濃度） 4.7~9.6 Fe(OH)3、CaSO4 Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓ (或：Mg2＋＋Ca(OH)2＝Ca2+＋Mg(OH)2↓) Ca2+＋CO32-= CaCO3↓ 過濾 熱水 碳酸鋰的溶解度隨溫度升高而降低，熱水洗滌可以減少碳酸鋰的溶解損失

【解析】

（1）提高浸取率，可增大酸的濃度、升高溫度、增大固體表面積、攪拌或延長浸取時(shí)間等；

(2)反應(yīng)I中調(diào)節(jié)pH的目的是除去Mg2+、Al3+；

(3)反應(yīng)Ⅱ調(diào)節(jié)pH=11，目的是除去Mg2＋；

(4)“操作I＂目的是分離出固體碳酸鋰；根據(jù)碳酸鋰的溶解度隨溫度升高而降低分析；

(5)根據(jù) 計(jì)算醋酸的濃度。

（1）增大酸的濃度、升高溫度、增大固體表面積、攪拌或延長浸取時(shí)間可以提高浸取率，所以為了提高浸取率可采取升高溫度、粉碎礦石、攪拌、過濾后再次浸取等措施還可通過延長浸取時(shí)間或增大酸的濃度來提高浸取率；

(2)反應(yīng)I中調(diào)節(jié)pH的目的是除去Fe3+、Al3+，所以調(diào)節(jié)pH范圍為4.7～9.6，硫酸鈣微溶于水，所以沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，還有Fe(OH)3、CaSO4。

(3)反應(yīng)Ⅱ調(diào)節(jié)pH=11，目的是除去Mg2＋，反應(yīng)的主要離子方程式是Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓；

(4)“操作I＂目的是分離出固體碳酸鋰，所以“操作I＂是過濾；碳酸鋰的溶解度隨溫度升高而降低，熱水洗滌可以減少碳酸鋰的溶解損失，所以洗滌Li2CO3沉淀要使用熱水；

(5) 將 amol CH3 COORb溶于水配成溶液，向該溶液中滴加 bLc mol／L醋酸后，溶液呈中性。設(shè)混合后溶液的體積為V，根據(jù)物料守恒，c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝(a+bc)/V，根據(jù)電荷守恒，c(CH3COO－) ＝ c(Rb+)＝a/V，所以c(CH3COOH)＝bc/V，， ，所以c=。