盐湖卤水(主要含 2Na Mg Li Cl+ + + -、…——2023 高考化学第 15 题答案解析

【答案】 （1） ①. $24 5 243 4[B O OH ] 5H O2=[2B O]OH B H--++$ ②. 9.34
（2） ①. 4CaSO、Mg(OH)2 ②. 45.5 10-´ ③. 纯碱
（3） ①. 加入纯碱将精制Ⅰ所得滤液中的 2Ca+转化为 3CaCO（或除去精制Ⅰ所得滤液中的 2Ca+） ，提
高 2 3Li CO纯度 ②. 盐酸 ③. 浓缩液中因 23CO-浓度过大使得 Li+过早沉淀，即浓缩结晶得到的
NaCl中会混有 2 3Li CO，最终所得 2 3Li CO的产率减小
【解析】
【分析】由流程可知，卤水中加入盐酸脱硼后过滤，所得滤液经浓缩结晶后得到晶体，该晶体中含有 Na+、
Li+、Cl-、 24SO-等，焙烧后生成 HCl 气体；烧渣水浸后过滤，滤液中加生石灰后产生沉淀，在此条件下溶
解度最小的是 4CaSO，则滤渣Ⅰ的主要成分为 4CaSO；由于 4CaSO微溶于水，精制Ⅰ所得滤液中再加纯碱
又生成沉淀，则滤渣Ⅱ为 3CaCO；精制Ⅱ所得滤液经操作 X 后，所得溶液经浓缩结晶、过滤得到氯化钠，
浓缩后的滤液中加入饱和碳酸钠溶液沉锂，得到 2 3Li CO。
【小问 1 详解】
含硼固体中的 3B OH在水中存在平衡： 23 4B OH B HH O [ ] HO- ++ +ˆˆ †‡ˆ ˆ(常温下， $9.3410K-=)$；
3B OH与NaOH溶液反应可制备硼砂 2 4 5 24Na B O OH 8H O×。常温下.在 -10.10mol L×硼砂溶液中，
24 54[B O OH ]-水解生成等物质的量浓度的 3B OH和 4[B OH]-，该水解反应的离子方程式为
$24 5 243 4[B O OH ] 5H O2=[2B O]OH B H--++$，由 B 元素守恒可知， 3B OH和 4[B OH]-的浓度
均为 -10.20mol L×， 43B OH9.34B OH[ ](H )(H ) 10c cK cc-++ -×= = =，则该溶液$pH 9.34=$。
【小问 2 详解】
由分析可知，滤渣 I 的主要成分是 4CaSO、Mg(OH)2；精制I 后溶液中Li+的浓度为 2.0 -1mol L×，由
$3p 2 3Li CO 2.2 10sK-=$ ´可知，则常温下精制Ⅱ过程中 23CO-浓度应控制在
3-1 422.2 10mol L 5.5 102.0--´× = ´-1mol L×以下。若脱硼后直接进行精制Ⅰ，除无法回收 HCl 外，后续在浓缩结晶时将生成更多的氯化钠晶
体，因此，还将增加纯碱（ 2 3Na CO）的用量。

【小问 3 详解】
精制Ⅰ中，烧渣水浸后的滤液中加生石灰后产生的滤渣Ⅰ的主要成分为 4CaSO；由于 4CaSO微溶于水，精
制Ⅰ所得滤液中还含有一定浓度的 2Ca+，还需要除去 2Ca+，因此，精制Ⅱ的目的是：加入纯碱将精制Ⅰ所得
滤液中的 2Ca+转化为 3CaCO（或除去精制Ⅰ所得滤液中的 2Ca+） ，提高2 3Li CO纯度。操作 X 是为了除去
剩余的碳酸根离子，为了防止引入杂质离子，应选择的试剂是盐酸；加入盐酸的目的是除去剩余的碳酸根
离子，若不进行该操作而直接浓缩，将导致浓缩液中因 23CO-浓度过大使得Li+过早沉淀，即浓缩结晶得到
的NaCl中会混有 2 3Li CO，最终所得 2 3Li CO的产率减小。