《2025年高中总复习优化设计高中化学》

4. (2022·湖北卷)全球对锂资源的需求不断增长，“盐湖提锂”越来越受到重视。某兴趣小组取盐湖水进行浓缩和初步除杂后，得到浓缩卤水(含有 Na⁺、Li⁺、Cl⁻和少量 Mg²⁺、Ca²⁺)，并设计了以下流程通过制备碳酸锂来提取锂。

25℃时相关物质的参数如下，LiOH 的溶解度：12.4 g/100 g H₂O。


回答下列问题：
(1) “沉淀 1”为Mg(OH)₂。
(2) 向“滤液 1”中加入适量固体 Li₂CO₃的目的是____。
(3) 为提高 Li₂CO₃的析出量和纯度，“操作 A”依次为蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤。
(4) 有同学建议用“侯氏制碱法”的原理制备 Li₂CO₃。查阅资料后，发现文献对常温下的 Li₂CO₃有不同的描述：①是白色固体；②尚未从溶液中分离出来。为探究 LiHCO₃的性质，将饱和 LiCl 溶液与饱和 NaHCO₃溶液等体积混合，起初无明显变化，随后溶液变浑浊并伴有气泡冒出，最终生成白色沉淀。上述现象说明，在该实验条件下 LiHCO₃不稳定(填“稳定”或“不稳定”)，有关反应的离子方程式为2Li⁺+2HCO₃⁻=Li₂CO₃↓+CO₂↑+H₂O。
(5) 他们结合(4)的探究结果，拟将原流程中向“滤液 2”加入 Na₂CO₃改为通入 CO₂。这一改动能否达到相同的效果，作出你的判断并给出理由：____。

答案：
(1)Mg(OH)₂
(2)将Ca²⁺转化成CaCO₃沉淀除去，同时不引入新杂质
(3)蒸发浓缩趁热过滤
(4)不稳定2Li⁺+2HCO₃⁻=Li₂CO₃↓+CO₂↑+H₂O
(5)能达到相同效果；改为通入过量的CO₂，则LiOH转化为LiHCO₃，结合
(4)的探究结果，LiHCO₃也会很快分解产生Li₂CO₃，能达到相同的效果
解析
(2)滤液1中含有Na⁺、Li⁺、Cl⁻和Ca²⁺，结合LiOH的溶解度和化合物的溶度积常数可推测，加入Li₂CO₃的目的是将Ca²⁺转化成CaCO₃沉淀除去，同时不引入新杂质。
(3)由Li₂CO₃的溶解度曲线可知，温度升高，Li₂CO₃的溶解度降低，即在温度较高时，其溶解度减小，有利于析出，为提高Li₂CO₃的析出量和纯度，需要在较高温度下析出并过滤得到沉淀，即依次蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤。
(5)"滤液2"中含有LiOH，加入Na₂CO₃的目的是将LiOH转化为Li₂CO₃。若改为通入过量的CO₂，则LiOH转化为LiHCO₃，结合
(4)的探究结果，LiHCO₃会很快分解产生Li₂CO₃，故这一改动能达到相同的效果。