锂及锂盐具有的优异性能和特殊功能,在化工、电子、宇航、核能、能源等领域都得到广泛应用;锂元素更是被誉为“能源元素”。
Ⅰ、锂的原子结构示意图为___________;锂在空气中燃烧,发出浅蓝色的火焰,放出浓厚的白烟,生成相应氧化物____________(填化学式)。
Ⅱ、锂经常用于制作电池。锂锰电池的体积小、性能优良,是常用的一次电池。该电池反应原理如图所示,其中电解质LiClO
4溶于混合有机溶剂中,Li
+通过电解质迁移入MnO
2晶格中,生成LiMnO
2。回答下列问题:

(1)外电路的电流方向是由________极流向________极。(填字母)
(2)电池正极反应式____________________________________。
(3)是否可用水代替电池中的混合有机溶剂?________(填“是”或“否”),用化学反应方程式解释原因______________________________________________。
Ⅲ、下面是从锂辉石(Li
2O·Al
2O
3·SiO
2)中提取锂的工业流程示意图。

① 高温煅烧时的反应原理为:Li
2O∙Al
2O
3∙SiO
2+K
2SO
4= K
2O∙Al
2O
3∙SiO
2+Li
2SO
4;
Li
2O∙Al
2O
3∙SiO
2+Na
2SO
4= Na
2O∙Al
2O
3∙SiO
2+Li
2SO
4。
②锂离子浸取液中含有的金属离子为:K
+、Na
+、Li
+、Fe
3+、Fe
2+、Al
3+、Mn
2+ 。
③几种金属离子沉淀完全的pH
金属离子
| Al(OH)3
| Fe(OH)2
| Fe(OH)3
| Mn(OH)2
|
沉淀完全的pH
| 4.7
| 9.0
| 3.2
| 10.1
|
④Li
2SO
4、Li
2CO
3在不同温度下的溶解度(g / 100g水)
温度 溶解度
| 10
| 20
| 50
| 80
|
Li2SO4
| 35.4
| 34.7
| 33.1
| 31.7
|
Li2CO3
| 1.43
| 1.33
| 1.08
| 0.85
|
(1)浸取时使用冷水的原因是______________________________________。
(2)滤渣2的主要成分为__________________。
(3)流程中分2次调节pH(pH7~8和pH > 13),有研究者尝试只加一次浓NaOH溶液使pH > 13,结果发现在加饱和碳酸钠溶液沉锂后,随着放置时间延长,白色沉淀增加,最后得到的Li
2CO
3产品中杂质增多。Li
2CO
3产品中的杂质可能是__________________,用离子方程式表示其产生的原因_____________________________。
(4)洗涤Li
2CO
3晶体使用_____________。(填“冷水”或“热水”)