工業(yè)上以鋰輝石為原料生產碳酸鋰的部分工業(yè)流程如圖所示：
已知：（1）鋰輝石的主要成分為LiO2Al2O34SiO2。其中含少量Ca、Mg元素。
（2）LiO2?Al2O3?4SiO2+H2SO4（濃） 250-300℃ Li2SO4+Al2O3?4SiO2?4H2O。
（3）某些物質的溶解度（S）如下表所示：
250
-
300
℃
| T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
| S（Li2CO3）/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
| S（Li2SO4）/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
（1）從濾流1中分離出Al2O3的流程如圖所示：
寫出生成沉淀的離子方程式：
Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3
NH
+
4
Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3
。NH
+
4
（2）已知濾渣2的主要成分有
Mg（OH）2、CaCO3
Mg（OH）2、CaCO3
。（3）最后一個步驟中，用“熱水洗滌”的目的是
洗去表面吸附的雜質離子，減少Li2CO3的溶解損失
洗去表面吸附的雜質離子，減少Li2CO3的溶解損失
。（4）工業(yè)上，將Li2CO3粗品制備成高純Li2CO3的部分工藝如下：
a.將Li2CO3溶于鹽酸作電解槽的陽極液，LiOH溶液作陰極液，兩者用離子選擇性透過膜隔開，用惰性電極電解。
b.電解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共熱，過濾、烘干得高純Li2CO3。
①a中電解時所用的是
陽離子交換膜
陽離子交換膜
（填“陽離子交換膜”或“陰離子交換膜”）。②電解后，LiOH溶液濃度增大的原因是
陰極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，電解過程中Li+從陽極通過陽離子交換膜進入陰極溶液，因此LiOH濃度增大
陰極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，電解過程中Li+從陽極通過陽離子交換膜進入陰極溶液，因此LiOH濃度增大
b中生成Li2CO3反應的化學方程式是 2LiOH+NH4HCO3 Li2CO3+2H2O+NH3↑
△
2LiOH+NH4HCO3 Li2CO3+2H2O+NH3↑
。 △
（5）磷酸亞鐵鋰電池總反應為FePO4+Li
放電
充電
FePO4+Li++e-=LiFePO4
FePO4+Li++e-=LiFePO4
。【考點】制備實驗方案的設計．
【答案】Al3++3NH3?H2O=Al（OH）3↓+3；Mg（OH）2、CaCO3；洗去表面吸附的雜質離子，減少Li2CO3的溶解損失；陽離子交換膜；陰極反應式為2H2O+2e-=H2↑+2OH-，電解過程中Li+從陽極通過陽離子交換膜進入陰極溶液，因此LiOH濃度增大；2LiOH+NH4HCO3 Li2CO3+2H2O+NH3↑；FePO4+Li++e-=LiFePO4
NH
+
4
△
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：17引用：2難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗
Fe3+已經除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應方程式是．
（6）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗Fe3+已經除盡的試劑是；當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質量分數(shù)應不低于（用含a、b的表達式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產硫酸過程中產生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當pH=5時，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5