某卤水锂矿的主要成分为Li2CO3,同时含有共生盐-氯化钠、氯化钾及少量重金属盐。由该卤水锂矿提取Li2CO3的第一步操作为“洗矿”,洗矿母液为接近饱和的碳酸锂的高盐废水,废水的pH约为10~12且重金属离子含量超标,需处理后排放,回收处理洗矿母液的工艺流程如图所示。已知:碳酸锂的溶解度(g/L)

温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 80 | 100 |
Li2CO3 | 1.54 | 1.43 | 1.33 | 1.25 | 1.17 | 1.08 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
除去大部分与碳酸锂共生的可溶性盐,获得饱和碳酸锂溶液
除去大部分与碳酸锂共生的可溶性盐,获得饱和碳酸锂溶液
。(2)“调pH”的过程中,需将溶液的pH调到2~5,则试剂a应选用
盐酸
盐酸
。(填试剂名称)(3)“除重金属”时所得滤渣含有硫化亚砷(As2S3),可用硝酸将其转化为砷酸(H3AsO4)、硫酸,同时生成一氧化氮,则该反应的化学方程式为
3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4+9H2SO4+28NO↑
3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4+9H2SO4+28NO↑
。(4)NaCl、KCl、LiCl的溶解度随温度的变化情况如图所示。流程中操作Ⅰ为“加热蒸发、浓缩结晶、趁热过滤”,操作Ⅱ为“冷却结晶、过滤”则晶体b和晶体c的主要成分分别为
NaCl、KCl
NaCl、KCl
。(填化学式)
(5)沉淀Li2CO3通常控制温度为95℃以上,主要原因是
温度越高,碳酸锂溶解度越小,可以增加产率
温度越高,碳酸锂溶解度越小,可以增加产率
。(6)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溶液做阴极液,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溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、洗涤、干燥得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是
2Cl--2e-=Cl2↑
2Cl--2e-=Cl2↑
,宜选用阳
阳
(“阳”或“阴”)离子交换膜。②b中,生成Li2CO3反应的离子方程式是
2Li++2OH-+NH4++HCO3- Li2CO3↓+2H2O+NH3↑
△
2Li++2OH-+NH4++HCO3- Li2CO3↓+2H2O+NH3↑
。 △
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】除去大部分与碳酸锂共生的可溶性盐,获得饱和碳酸锂溶液;盐酸;3As2S3+28HNO3+4H2O=6H3AsO4+9H2SO4+28NO↑;NaCl、KCl;温度越高,碳酸锂溶解度越小,可以增加产率;2Cl--2e-=Cl2↑;阳;2Li++2OH-+NH4++HCO3- Li2CO3↓+2H2O+NH3↑
△
【解答】
【点评】
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(4)煅烧A的反应方程式是
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