Question

【题目】锂离子电池与传统电池相比，充电更快，功率密度更高，使用时间更长，在手机和笔记本电脑等便携式电子产品上广泛应用。工业上常以锂辉矿(主要成分为 LiAlSi2O6，还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂，其中一种工艺流程如下

已知

①部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH：

②Li2CO3的溶解度随温度变化如图所示：

试回答下列问题：

(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施还可通过_______来提高浸取率。

(2)反应I中应调节pH范围为_______，沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，还有___________。

(3)反应Ⅱ的离子方程式为_________________。

(4)“操作I＂的名称为______；洗涤Li2CO3沉淀要使用___(选填“热水”或“冷水”)，理由是_________。

(5)已知铷(Rb)是制造光电管的材料，它与锂同主族。将 amol CH3 COORb溶于水配成溶液，向该溶液中滴加 bLc mol／L醋酸后，溶液呈中性。则c=_______(用含a、b的式子表示；已知25℃时，CH3COOH电离平衡常数ka＝210－5)。

Answer 1

【答案】延长浸取时间（或：增大酸的浓度） 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↓ 过滤 热水 碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，热水洗涤可以减少碳酸锂的溶解损失

【解析】

（1）提高浸取率，可增大酸的浓度、升高温度、增大固体表面积、搅拌或延长浸取时间等；

(2)反应I中调节pH的目的是除去Mg2+、Al3+；

(3)反应Ⅱ调节pH=11，目的是除去Mg2＋；

(4)“操作I＂目的是分离出固体碳酸锂；根据碳酸锂的溶解度随温度升高而降低分析；

(5)根据 计算醋酸的浓度。

（1）增大酸的浓度、升高温度、增大固体表面积、搅拌或延长浸取时间可以提高浸取率，所以为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施还可通过延长浸取时间或增大酸的浓度来提高浸取率；

(2)反应I中调节pH的目的是除去Fe3+、Al3+，所以调节pH范围为4.7～9.6，硫酸钙微溶于水，所以沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外，还有Fe(OH)3、CaSO4。

(3)反应Ⅱ调节pH=11，目的是除去Mg2＋，反应的主要离子方程式是Mg2＋＋2OH－＝Mg(OH)2↓；

(4)“操作I＂目的是分离出固体碳酸锂，所以“操作I＂是过滤；碳酸锂的溶解度随温度升高而降低，热水洗涤可以减少碳酸锂的溶解损失，所以洗涤Li2CO3沉淀要使用热水；

(5) 将 amol CH3 COORb溶于水配成溶液，向该溶液中滴加 bLc mol／L醋酸后，溶液呈中性。设混合后溶液的体积为V，根据物料守恒，c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝(a+bc)/V，根据电荷守恒，c(CH3COO－) ＝ c(Rb+)＝a/V，所以c(CH3COOH)＝bc/V，， ，所以c=。