《2025年5年中考3年模拟化学广东专版》

10.(2024广州)碳酸锂(Li₂CO₃)广泛应用于电池、陶瓷和医药等领域。利用浓缩后的盐湖卤水(含有NaCl、LiCl、Li₂SO₄和MgCl₂)制备Li₂CO₃的工艺流程如下:
　　
(1)浓缩后的盐湖卤水中含有的金属阳离子除Li⁺外,还有__________(填离子符号)。
(2)“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO₄外,还有__________。
(3)“除杂2”中加入Na₂CO₃溶液的目的是______________________________。
(4)“滤液2”显______性(填“酸”“中”或“碱”)。
(5)结合下图分析:
　
①“调pH”至溶液显中性,“操作1”为__________。
②若未加盐酸“调pH”而直接进行“操作1”,析出的NaCl固体中可能含有LiOH,原因是______________________________。
(6)“滤液3”一定是__________(填化学式)的饱和溶液。
(7)“沉锂”时发生反应的化学方程式为______________________________。

答案： 答案　
(1)Na⁺、Mg²⁺　
(2)Mg(OH)₂　
(3)除去Ca²⁺　
(4)碱　
(5)①蒸发结晶，过滤　②滤液2中含LiOH，溶解度曲线中LiOH的溶解度受温度变化影响小且LiOH的溶解度小于NaCl的溶解度　
(6)NaCl　
(7)Na₂CO₃ + 2LiCl = Li₂CO₃↓ + 2NaCl
解析　
(1)浓缩后的盐湖卤水含有NaCl、LiCl、Li₂SO₄和MgCl₂，金属阳离子除Li⁺外，还有Na⁺、Mg²⁺。
(2)Ca(OH)₂中的Ca²⁺能与卤水中的SO₄²⁻结合为CaSO₄沉淀，OH⁻能与卤水中的Mg²⁺结合为Mg(OH)₂沉淀，因此“除杂1”所得滤渣的主要成分除CaSO₄外还有Mg(OH)₂。
(3)“除杂2”中加入Na₂CO₃溶液的目的是除去之前加入Ca(OH)₂时引入的Ca²⁺，避免对后续Li₂CO₃的制备产生干扰。
(4)除杂时加入的试剂一般过量，Na₂CO₃溶液呈碱性，且除杂1过程中产生LiOH，除杂2过程中产生NaOH，故滤液2显碱性。
(5)①“调pH”的目的是除去滤液2中的CO₃²⁻和OH⁻，加入盐酸后，滤液中溶质的主要成分为LiCl和NaCl，题图显示相同温度下NaCl溶解度小于LiCl的，且氯化钠的溶解度受温度影响较小，故将滤液蒸发结晶后过滤，可得到NaCl固体；②题图中LiOH的溶解度受温度变化影响小且相同温度下LiOH的溶解度小于NaCl的溶解度，滤液2中含LiOH，若未加盐酸“调pH”，直接进行“操作1”，析出的NaCl固体中可能含有LiOH。
(6)“滤液3”是析出NaCl固体后所得溶液，故“滤液3”一定是NaCl的饱和溶液。
(7)滤液3中溶质的主要成分为LiCl，则“沉锂”时，饱和Na₂CO₃溶液和LiCl反应生成Li₂CO₃固体和NaCl。