Question

【題目】氟化鋰(LiF)難溶于水，可用于核工業、光學玻璃制造等。以透鋰長石(含Li2O、Al2O3、SiO2)為原料制備氟化鋰的工藝流程如下：

回答下列問題：

（1）濾液I中含有的金屬離子有________，濾渣I的用途是（請寫出兩種用途）________。

（2）濾渣Ⅱ是目前應用最廣泛的無機阻燃劑，寫出生成濾渣Ⅱ的離子方程式：_________。常溫下，若向濾液I中滴加氨水調節pH=5時，溶液中c(Al3+)=________mol·L－1，則溶液中A13+________(填“是”或“否”)完全沉淀(已知Ksp[Al(OH)3]=2.0×10－33，且溶液中的離子濃度小于1.0×10－5mol·L－1時沉淀完全)。

（3）操作Ⅳ包括________、洗滌和干燥。

（4）寫出Li2CO3與氫氟酸反應的化學方程式：_____________，該反應不能在玻璃容器中進行的原因是由于存在著化學反應，則該反應的化學方程式：___________。

Answer 1

【答案】Li+、Al3+ 制作光導纖維或制玻璃、制粗硅等 Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)2↓+3NH4+ 2.0×10-6 是 過濾 Li2CO3+2HF＝2LiF+CO2↑+H2O 4HF+SiO2＝2H2O+SiF4↑

【解析】

透鋰長石(含Li2O、Al2O3、SiO2)粉碎加硫酸，浸取、過濾，濾液Ⅰ中含有Li+、Al3+、SO42-，二氧化硅不溶。濾液Ⅰ調節溶液的pH得到氫氧化鋁沉淀，濾液Ⅱ中加入Na2CO3溶液得到Li2CO3沉淀，氫氟酸溶解Li2CO3得到LiF，據此解答。

（1）Li2O、Al2O3均能與稀硫酸反應生成硫酸鋰和硫酸鋁，因此濾液I中含有的金屬離子有Li+、Al3+；SiO2與稀硫酸不反應，過濾后得到濾渣，則濾渣I的用途是制作光導纖維或制玻璃、制粗硅等。

（2）硫酸鋁與氨水反應生成氫氧化鋁沉淀，則濾渣Ⅱ是氫氧化鋁，因此生成濾渣Ⅱ的離子方程式為Al3++3NH3·H2O＝Al(OH)2↓+3NH4+。常溫下，溶液中c(OH-)＝Kw/c(H+)＝10-14/10-5 mol·L－1＝10-9 mol·L－1，Ksp[Al(OH)3]＝c(Al3+)c3(OH-)＝c(Al3+)×(10-9)3＝2.0×10－33，解得c(Al3+)＝2.0×10-6mol·L－1＜1.0×10－5mol·L－1，所以鋁離子完全沉淀。

（3）由流程圖知操作Ⅳ包括過濾、洗滌和干燥。

（4）Li2CO3與氫氟酸發生復分解反應，化學方程式為Li2CO3+2HF＝2LiF+CO2↑+H2O；氫氟酸與玻璃中的二氧化硅反應，所以不能在玻璃容器中進行，反應的方程式為4HF+SiO2＝2H2O+SiF4↑。