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，使用時間更長，在手機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，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，CH3COOH電離平衡常數(shù)ka＝210－5)。

Answer 1

【答案】延長浸取時間（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=。