钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO•TiO2),含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下:

已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:FeTiO3+4H++4Cl-═Fe2++TiOCl42-+2H2O
(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是+2+2。
(2)滤渣A的成分是SiO2SiO2。
(3)反应④的化学方程式是(NH4)4Ti5O12+2 Li2CO3=Li4Ti5O12↓+2(NH4)2CO3(NH4)4Ti5O12+2 Li2CO3=Li4Ti5O12↓+2(NH4)2CO3。
(4)反应②中固体TiO2转化成(NH4)4Ti5O12溶液时,当反应温度高于55.5℃时,Ti元素浸出率明显下降,原因是温度过高时,反应物氨水受热易分解为氨气而从体系中挥发温度过高时,反应物氨水受热易分解为氨气而从体系中挥发。
(5)滤液B中TiOCl42-转化生成TiO2的离子方程式是TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-。
(6)若采用钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池,其工作原理为Li4Ti5O12+3LiFePO4充电放电Li7Ti5O12+3FePO4,电池中加入少量活性炭,其作用是增强电解质的导电性增强电解质的导电性,该电池放电时正极反应式是FePO4+e-+Li+=LiFePO4FePO4+e-+Li+=LiFePO4。
充电
放电
【考点】物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用.
【答案】+2;SiO2;(NH4)4Ti5O12+2 Li2CO3=Li4Ti5O12↓+2(NH4)2CO3;温度过高时,反应物氨水受热易分解为氨气而从体系中挥发;TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-;增强电解质的导电性;FePO4+e-+Li+=LiFePO4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:4引用:1难度:0.4
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(3)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则操作B是
(4)煅烧A的反应方程式是
(5)ag烧渣经过上述工艺可得红氧化铁bg。药典标准规定,制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%,则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于发布:2025/1/19 8:0:1组卷:30引用:1难度:0.5 -
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(2)若在空气中“酸浸”时间过长,溶液中Fe2+含量将下降,其原因是:
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(4)“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,则A的操作是发布:2025/1/19 8:0:1组卷:12引用:1难度:0.1