Question

【題目】Li2CO3是生產鋰電池的重要原料，電解鋁廢渣(主要含AlF3、LiF、NaF、CaO等物質)可用于制備Li2CO3。已知：Li2CO3的溶解度：0 ℃ 1.54 g；20 ℃ 1.33 g；80 ℃ 0.85 g。

（1）在加熱條件下酸浸，反應生成能腐蝕玻璃的氟化氫（HF）氣體，寫出AlF3發生反應的化學方程式：_________，該化學反應屬于____________反應（填寫基本反應類型）。

（2）濾渣B的主要成分是____________。

（3）“轉化”后所得LiHCO3溶液中含有的Ca2＋需要加入Li3PO4除去。除鈣步驟中其他條件不變，反應相同時間，溫度對除鈣率和Li2CO3產率的影響如圖所示。隨著溫度升高最終Li2CO3的產率逐漸減小的原因是_____________________。

（4）熱分解后，獲得Li2CO3需趁熱過濾的原因是____________。進行過濾操作需要的玻璃儀器有玻璃棒、______________、_______________，玻璃棒的作用是______________。

（5）將酸浸時產生的氣體通入Al(OH)3和Na2SO4溶液的混合物中可產生難溶物冰晶石(Na3AlF6)，該反應的化學方程式為_________________。

Answer 1

【答案】2AlF3＋3H2SO4(濃) Al2(SO4)3＋6HF↑ 復分解 Al(OH)3 溫度過高LiHCO3分解產生Li2CO3沉淀，與Ca3(PO4)2一同被過濾 Li2CO3的溶解度隨溫度升高而降低，趁熱過濾可減少Li2CO3溶解損失 燒杯 漏斗 引流 12HF＋2Al(OH)3 ＋3Na2SO4=2Na3AlF6＋3H2SO4＋6H2O

【解析】

（1）在加熱條件下酸浸，反應生成能腐蝕玻璃的氣體，AlF3與濃硫酸發生反應生成硫酸鋁和氟化氫，化學方程式為：2AlF3＋3H2SO4(濃)Al2(SO4)3＋6HF↑；該反應是兩種化合物互相交換成分生成另外兩種化合物，屬于復分解反應。故填：2AlF3＋3H2SO4(濃)Al2(SO4)3＋6HF↑；復分解；

（2）電解鋁廢渣用濃硫酸酸浸溶解，生成HF，形成含有Al3+、Li+、Na+、Ca2+、SO42-的溶液，向濾液中加入碳酸鈉溶液使Al3+、Li+、Ca2+轉化為Al2（CO3）3、Li2CO3及CaCO3沉淀，過濾后向沉淀中加水，通入足量二氧化碳，使Al2（CO3）3轉化為Al（OH）3，Li2CO3、CaCO3沉淀溶解轉化為碳酸氫鋰和碳酸氫鈣，過濾則濾渣B為Al（OH）3，濾渣B的主要成分是Al（OH）3；故填：Al（OH）3；

（3）溫度過高LiHCO3分解產生Li2CO3沉淀，與Ca3（PO4）2一同被過濾，導致最終的產率逐漸減小；故填：溫度過高LiHCO3分解產生Li2CO3沉淀，與Ca3（PO4）2一同被過濾；

（4）根據已知信息，Li2CO3的溶解度隨溫度升高而降低，趁熱過濾可減少Li2CO3溶解損失；進行過濾操作需要的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗，玻璃棒的作用是引流。故填：Li2CO3的溶解度隨溫度升高而降低，趁熱過濾可減少Li2CO3溶解損失；燒杯；漏斗；引流；

（5）將酸浸時產生的氣體（即HF）通入Al（OH）3和Na2SO4溶液的混合物中可產生難溶物冰晶石（Na3AlF6），根據質量守恒定律，生成物還有硫酸和水，該反應的化學方程式為：12HF＋2Al(OH)3 ＋3Na2SO4=2Na3AlF6＋3H2SO4＋6H2O。

故填：12HF＋2Al(OH)3 ＋3Na2SO4=2Na3AlF6＋3H2SO4＋6H2O。