碳酸锂作为锂的基础锂盐,广泛用于玻璃制造和陶瓷生产过程中的添加剂,也是制备锂电池的重要原料。碳酸锂在热水中的溶解度很小,工业上以锂辉石精矿(主要成分是Li
2O、含有Al
2O
3、SiO
2等杂质)为原料制取碳酸锂的硫酸法生产工艺流程如下

(1)锂辉石热酸浸提前要进行“研磨”,其目的是_____
(2)“水浸”中加入CaCO
3的作用之一是为了调节pH=5,让溶液中的Al
3+变成Al(OH)
3沉淀出来,要确定溶液的pH值为5,可以用pH试纸来测定,其操作方法是_____
(3)“沉锂”中加入的Na
2CO
3溶液是饱和溶液,其作用是_____,反应的化学方程式为_____
(4)“洗涤”中使用热水,原因是_____,证明洗涤干净的方法是_____
(5)为了探究热酸浸提的最佳条件,将矿石在一定条件下酸浸4小时,锂元素浸出率的数据如下表
编号
| 矿酸比
| 硫酸浓度(%)
| MgSO4用量(g)
| 温度(℃)
| 锂元素浸出率(%)
|
1
| 1:1
| 90
| 0.00
| 100
| 70.34
|
2
| 1:1
| 98
| 0.00
| 100
| 73.89
|
3
| 1:1
| 98
| 0.00
| 150
| 78.24
|
4
| 1:3
| 98
| 0.00
| 200
| 85.53
|
5
| 1:3
| 98
| 1.25
| 250
| 90.26
|
6
| 1:3
| 98
| 2.50
| 250
| 95.88
|
①本实验中,编号为_____两组实验能说明温度对锂元素浸出率的影响
②根据上表数据,MgSO
4用量对锂元素浸出率的影响是_____
③在工业生产过程中,相当数量的硫酸和纯碱变成了价值较低的Na
2SO
4等物质,从而造成了生产成本的提高,为了降低生产成本,除了尽可能减少硫酸的配量外,降低能源消耗也是一个方面,因此,可以继续设计实验,以探究出最佳锂元素浸提工艺条件,下列设计合理的是_____(填字母)
A 矿酸比1:2,硫酸浓度98,MgSO
4用量0.00,温度150℃
B 矿酸比1:2,硫酸浓度98,MgSO
4用量1.25,温度200℃
C 矿酸比1:2,硫酸浓度98,MgSO
4用量2.50,温度200℃
D 矿酸比1:2,硫酸浓度98,MgSO
4用量2.50,温度250℃