Question

金屬鋰是原子能工業和新能源工業中的重要物質。工業上常用β—輝鋰礦(主要成分是LiAlSi₂O₆，含有少量鈣、鎂雜質)制備金屬鋰，其生產流程如下：

已知Li₂CO₃微溶于水。請回答下列問題：
（1）寫出LiAlSi₂O₆與硫酸反應的化學方程式_______________________。
（2）沉淀B的主要成分是_____________(寫化學式)。
（3）蒸發濃縮Li₂SO₄溶液時，需要使用的硅酸鹽質儀器有蒸發皿、_________和_________。
（4）上述生產流程中蒸發濃縮Li₂SO₄溶液的目的是____________________。
（5）金屬鋰用于鋰電池時，常用FeF₃作其正極的活性物質，FeF₃常用FeCl₃與40%HF溶液反應制備。在制備過程中需要選用特制聚四氟乙烯材料的容器進行反應，而不是用普通的玻璃儀器或陶瓷儀器，其原因是_________________________________(用化學反應方程式表示)。
（6）金屬鋰可用于儲存氫氣，其原理是：①2Li＋H₂＝2LiH，②LiH＋H₂O＝LiOH＋H₂↑。若已知LiH的密度為0.82g·cm^-3，用金屬鋰吸收224L H₂（標準狀況）恰好完全反應，則生成的LiH的體積與被吸收的氫氣的體積之比為1: ______(精確到整數)。

Answer 1

（1） 2LiAlSi₂O₆＋4H₂SO₄＝Li₂SO₄＋Al₂(SO₄) ₃＋4H₂SiO₃↓(2分)。
(2) Al(OH)₃和CaCO₃ (2分)   (3)酒精燈(1分) 玻璃棒(1分)。
(4)碳酸鋰微溶于水，蒸發濃縮的目的是增大溶液中鋰離子濃度，使鋰離子濃度與碳酸根離子濃度之積大于Ksp(Li₂CO₃)，以便產生碳酸鋰沉淀。(3分)
(5)SiO₂＋4HF＝SiF₄↑＋2H₂O(2分)。(6) 1148(2分)。

試題分析：β—輝鋰礦溶于硫酸生成硫酸鋰、硫酸鋁、和硅酸沉淀，過濾除去硅酸，濾液中加入Ca(OH)₂和Na₂CO₃后生成CaCO₃和Al(OH)₃就是沉淀B，過濾，得到硫酸鋰溶液，蒸發濃縮后，加入Na₂CO₃得到Li₂CO₃沉淀，加鹽酸得到LiCl，電解得鋰。（6）吸收氫氣10摩爾，生成LiH20摩爾，質量是160克，體積是毫升，氫氣體積22400毫升，體積比為1:1148