碳酸锂(Li2CO3)是制备锂电池的重要原料,工业上可通过以下两种途径制备。
方案一:以锂辉石精矿(主要成分为Li2O,其余成分不溶于水,也不参与反应)为原料制取碳酸锂粗产品,其主要工艺流程如图所示:

查阅资料:①碳酸锂的溶解度与温度的关系见下表:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
(1)在投入酸浸槽前,锂辉石精矿需进行粉碎研磨的预处理,其目的是
增大接触面积,使反应更充分
增大接触面积,使反应更充分
。(2)酸浸槽中发生的反应的化学方程式为
Li2O+H2SO4=Li2SO4+H2O
Li2O+H2SO4=Li2SO4+H2O
。(3)沉锂池中分离Li2CO3的操作名称是
过滤
过滤
。(4)洗涤时使用热水的原因是
温度高,碳酸锂溶解度小,减少损耗
温度高,碳酸锂溶解度小,减少损耗
。(5)验证Li2CO3洗涤干净的操作是,取最后一次洗涤液,向其中加入
盐酸酸化的氯化钡
盐酸酸化的氯化钡
溶液,无明显现象,则Li2CO3洗涤干净。方案二:利用废旧磷酸铁锂电池采用“过氧化氢+硫酸”浸出体系,在外加电场作用下使锂离子脱出,选择性回收锂。浸出液经过除杂后再加入过量的碳酸钠溶液可获得粗碳酸锂。

(6)浸出过程保持更高的氧化还原电位,可以更好地促进锂的浸出,抑制铁的溶解,从而更好地实现了锂的选择性浸出。综合图2、图3,该过程选择最适宜的pH范围是
A
A
(填字母)。A.2.5-3.0
B.3.0-4.0
C.5.0-6.0
(7)方案二利用废旧磷酸铁锂电池制备粗碳酸锂,其显著的优点是
节约资源
节约资源
。(答一点)测定碳酸锂粗产品的纯度
为测定碳酸锂粗产品纯度(杂质不溶于水,也不参与反应),设计如下实验装置。

【查阅资料】碱石灰主要成分是氧化钙和氢氧化钠固体,能吸收水和二氧化碳。
【操作步骤】
①连接好装置,检查装置的气密性。
②在C中加入8g碳酸锂粗产品。打开弹簧夹K1,在A处缓缓通入一段时间的空气。
③称量E的质量为342.5g。
④关闭弹簧夹K1,慢慢滴加稀硫酸至过量,直至C中
不再冒气泡
不再冒气泡
。⑤再次称量E的质量为346.9g。
试回答下列问题:
(8)请将步骤④补充完整。
(9)B装置的作用是
吸收空气中的二氧化碳
吸收空气中的二氧化碳
。(10)下列各项措施中,能提高测定准确度的是
AE
AE
(填字母)。A.缓慢滴加稀硫酸
B.在B、C之间增加装有浓硫酸的洗气瓶
C.将D、E装置调换顺序
D.去除F装置
E.在步骤⑤之前,再次打开弹簧夹K1,在A处缓缓通入一段时间的空气
(11)根据实验数据,计算碳酸锂粗产品的纯度。(写出计算过程)
【答案】增大接触面积,使反应更充分;Li2O+H2SO4=Li2SO4+H2O;过滤;温度高,碳酸锂溶解度小,减少损耗;盐酸酸化的氯化钡;A;节约资源;不再冒气泡;吸收空气中的二氧化碳;AE
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/8 8:0:9组卷:244引用:3难度:0.3
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