【題目】(14分)鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeO·TiO2),含有少量MgO、CaOSiO2等雜質(zhì)。利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4)的工業(yè)流程如下圖所示:

已知:FeTiO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為:FeTiO3+4H++4Cl= Fe2++ TiOCl42—+2H2O

1)化合物FeTiO3中鐵元素的化合價(jià)是_______

2)濾渣A的成分是_______。

3)濾液BTiOCl42和水反應(yīng)轉(zhuǎn)化生成TiO2的離子方程式是_______ 。

4)反應(yīng)中固體TiO2轉(zhuǎn)化成(NH42Ti5O15 溶液時(shí),Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)溫度過高時(shí),Ti元素浸出率下降的原因_ 。

5)反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

6)由濾液D制備LiFePO4的過程中,所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是_______。

7)若采用鈦酸鋰(Li4Ti5O12)和磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)作電極組成電池,其工作原理為:

Li4Ti5O12+ 3LiFePO4Li7Ti5O12+ 3FePO4 該電池充電時(shí)陽(yáng)極反應(yīng)式是: 。

【答案】1+2; (2SiO2; (3TiOCl42—+ H2OTiO2↓ + 2H++ 4Cl

4)溫度過高時(shí),反應(yīng)物氨水(或雙氧水)受熱易分解

5)(NH42Ti5O15+ 2 LiOH Li2Ti5O15↓ + 2NH3·H2O(或2NH3+2H2O

620/9; (7LiFePO4– eFePO4+ Li+

【解析】試題分析:(1)反應(yīng)FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O中,不是非氧化還原反應(yīng),可以判斷鐵元素化合價(jià)為+2價(jià),故答案為:+2;

2)由于雜質(zhì)中二氧化硅不溶于鹽酸,所以濾渣A成分是二氧化硅,故答案為:SiO2;

3)根據(jù)流程可知,TiOCl42-在溶液中加熱與水反應(yīng)生成二氧化鈦沉淀,反應(yīng)的離子方程式為:TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-,故答案為:TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-;

4)由于二氧化鈦與氨水、雙氧水反應(yīng)生成NH42Ti5O15時(shí),溫度過高,雙氧水和氨水都容易分解,所以反應(yīng)溫度過高時(shí),Ti元素浸出率下降,故答案為:溫度過高時(shí),反應(yīng)物氨水(或雙氧水)受熱易分解;

5)根據(jù)流程圖示可知,反應(yīng)3是(NH42Ti5O15與強(qiáng)氧化鋰反應(yīng)生成Li2Ti5O15沉淀和氨水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:(NH42Ti5O15+2 LiOH=Li2Ti5O15↓+2NH3H2O(或2NH3+2H2O),故答案為:(NH42Ti5O15+2 LiOH=Li2Ti5O15↓+2NH3H2O(或2NH3+2H2O);

6)根據(jù)電子守恒,氧化鐵元素轉(zhuǎn)移的電子就等于鐵離子氧化草酸轉(zhuǎn)移的電子數(shù),

因此可得關(guān)系式:H2O2H2C2O4,設(shè)雙氧水質(zhì)量為x,草酸質(zhì)量為y

34 90

x×17% y

34y=90×x×17%,xy=209

17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比為209,故答案為:209;

7)充電時(shí),陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng),LiFePO4失去電子生成FePO4,電極反應(yīng)為:LiFePO4-e-=FePO4+Li+,故答案為:LiFePO4-e-=FePO4+Li+。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)與生產(chǎn)、生活等密切相關(guān)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A.Al(OH)3可用于阻燃劑的材料

B.焊接金屬前常用氯化銨溶液處理焊接處

C.二氧化氯用作自來(lái)水的凈化與消毒

D.高錳酸鉀的稀溶液可用于治療腳癬

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】有機(jī)物C4H8O2有如圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系:請(qǐng)按要求回答下述問題

①如果A、C都能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則C4H8O2可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______________

②如果A不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),C氧化可得A,則C4H8O2可能的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于單糖的說(shuō)法正確的是(

A.單糖不能水解

B.葡萄糖不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

C.單糖都是六碳糖

D.葡萄糖與果糖互為同分異構(gòu)體,核糖與脫氧核糖也互為同分異構(gòu)體

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列條件一定能使反應(yīng)速率加快的是( )

①增加反應(yīng)物的物質(zhì)的量 ②升高溫度 ③縮小反應(yīng)容器的體積

④加入生成物 ⑤加入MnO2

A. B. ②③ C. ①②⑤ D. 全部

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)與生活密切相關(guān),下列應(yīng)用中一定發(fā)生了氧化還原反應(yīng)的是

A.食醋除去水壺的水垢B.氯氣作自來(lái)水的消毒劑

C.二氧化硫漂白草帽D.石膏點(diǎn)豆腐

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】將32.64g銅與140mL一定濃度的硝酸反應(yīng),銅完全溶解,產(chǎn)生的NO和NO2混合氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為11.2L,請(qǐng)回答:
(1)NO的體積為L,NO2的體積為L.
(2)將產(chǎn)生的氣體全全釋放后,向溶液中加入VmLamolL1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部轉(zhuǎn)化為沉淀,則原硝酸溶液的濃度為molL1
(3)若銅與硝酸剛好反應(yīng)完全,則原硝酸溶液的濃度為molL1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于稀有氣體的敘述不正確的是

A.各能級(jí)電子排布為全充滿狀態(tài)

B.其原子與同周期ⅠA、ⅡA族元素的陽(yáng)離子具有相同的核外電子排布

C.化學(xué)性質(zhì)非常不活潑

D.同周期中第一電離能最大

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】溴乙烷在不同溶劑中與NaOH發(fā)生不同類型的反應(yīng),生成不同的反應(yīng)產(chǎn)物.某同學(xué)依據(jù)溴乙烷的性質(zhì),用如圖實(shí)驗(yàn)裝置(鐵架臺(tái)、酒精燈略)驗(yàn)證取代反應(yīng)和消去反應(yīng)的產(chǎn)物,請(qǐng)你一起參與探究

實(shí)驗(yàn)操作:在試管中加入5mL 1mol/L NaOH溶液和5mL溴乙烷,振蕩.

實(shí)驗(yàn)操作:將試管如圖固定后,水浴加熱.

(1)用水浴加熱而不直接用酒精燈加熱的原因是___________________________________;

(2)鑒定生成物中乙醇的結(jié)構(gòu),可用的波譜是__________________,__________________;

(3)為證明溴乙烷在NaOH乙醇溶液中發(fā)生的是消去反應(yīng),在你設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案中,需要檢驗(yàn)的是__________________,檢驗(yàn)的方法是______________________________________(需說(shuō)明所用的試劑、簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)操作及預(yù)測(cè)產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象).

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案