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Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì)）來制備，工藝流程如圖：
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回答下列問題：
（1）“酸浸”實驗中，鐵的浸出率結(jié)果如圖所示。由圖可知，當鐵的浸出率為70%時，所采用的實驗條件為
100℃、2h；90℃、5h
100℃、2h；90℃、5h
。
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（2）“酸浸”后，濾渣的主要成分為
SiO2
SiO2
，鈦主要以
T
i
OC
l
2
-
4
形式存在，寫出相應反應的離子方程式
FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++
T
i
OC
l
2
-
4
+2H2O
FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++
T
i
OC
l
2
-
4
+2H2O
。
（3）TiO2?xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結(jié)果如下表所示：
溫度/℃ 30 35 40 45 50
TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化率% 92 95 97 93 88
分析40℃時TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化率最高的原因
低于40℃，TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應速率隨溫度升高而增加，超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應速率下降
低于40℃，TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應速率隨溫度升高而增加，超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應速率下降
。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，其中過氧鍵的數(shù)目為
4
4
。
（5）寫出“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式
2FePO4+H2C2O4+Li2CO3
高溫煅燒
2LiFePO4+3CO2↑+H2O
2FePO4+H2C2O4+Li2CO3
高溫煅燒
2LiFePO4+3CO2↑+H2O
；LiFePO4作為鋰離子電池的正極材料，充電時LiFePO4脫出部分Li+，形成Li1-xFePO4，若x為
3
16
，則n（Fe2+）：n（Fe3+）=
13：3
13：3
。

【答案】100℃、2h；90℃、5h；SiO2；FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++
T
i
OC
l
2
-
4
+2H2O；低于40℃，TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應速率隨溫度升高而增加，超過40℃，雙氧水分解與氨氣逸出導致TiO2?xH2O轉(zhuǎn)化反應速率下降；4；2FePO4+H2C2O4+Li2CO3
高溫煅燒
2LiFePO4+3CO2↑+H2O；13：3
【解答】
【點評】
聲明：本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有，未經(jīng)書面同意，不得復制發(fā)布。
發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：16引用：1難度：0.6
相似題

  • 1．工業(yè)上以含鋅廢水（主要含 Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+）為原料，通過控制條件逐一除去雜質(zhì)制備氧化鋅的工藝流程如圖：
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    （1）氧化 1 是為了將 Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2除去，該反應的離子方程式是
     

    （2）除鐵后得到的 Fe（OH）3  可用KClO溶液在堿性環(huán)境將其氧化得到多功能水處理劑K2FeO4，該反應的離子方程式是
     

    （3）濾渣 2 的主要成分為
     
    （填化學式）
    （4）濾液中的主要溶質(zhì)可直接用作氮肥，其化學式是
     
    ．
    （5）氧化 2過程中需調(diào)節(jié)溶液的酸堿性，若溶液中Cd2+的濃度為0.72mol?L-1，要求溶液中殘留鐵的濃度小于2.6×10-6 mol?L-1，則應調(diào)節(jié) pH的范圍為
     
    ．[已知：Ksp（Fe（OH）3）=2.6×10-39，Ksp（Cd（OH）2）=7.2×10-15]
    （6）碳化在 50℃進行得到[ZnCO3?2Zn（OH）2?H2O]，碳化時所用 NH4HCO3 的實際用量為理論用量的 1.1 倍，主要原因是：使 Zn2+充分沉淀、
     
    ．

    發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：29引用：2難度：0.5

  • 2．自然界中銅礦石的主要成分是FeCuS2，還含有少量SiO2。以該銅礦石為原料制備膽礬和鐵氧化物的工藝流程如圖所示：
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    已知：①Ksp[Cu（OH）2]=2.2×10-20，Ksp[Fe（OH）2]=4.9×10-17，Ksp[Fe（OH）3]=2.8×10-39，lg0.28≈-0.6；
    ② 當溶液中的金屬離子濃度c（Mn+）≤1.0×10-5mol?L-1時，視為該離子沉淀完全。
    回答下列問題：
    （1）銅礦石粉化的目的是
     
    。
    （2）濾渣Ⅰ的成分是
     
    （填化學式）；膽礬的化學式為
     
    。
    （3）試劑A選用H2O2溶液，觀察到氧化過程中氣泡逐漸增多且消耗的H2O2溶液總是比理論用量要多，其原因可能是
     
    。
    （4）方案二中，粉化后煅燒過程發(fā)生反應的化學方程式為
     
    。
    （5）加入的試劑B若為氧化銅，氧化銅參與反應的離子方程式為
     
    。
    （6）假設氧化后的溶液中c（Cu2+）=0.22mol?L-1，調(diào)節(jié)pH值的范圍為
     
    。

    發(fā)布：2024/11/12 8:0:1組卷：39引用：2難度：0.3

  • 3．“海綿鎳鋁催化劑”是一種多孔的鎳鋁合金，常用作有機催化劑．現(xiàn)以某粗鎳（含Ni、Fe、Cu及難與酸、堿溶液反應的不溶性雜質(zhì)）為原料制取該催化劑，主要流程如圖
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    ：25℃時，以0.1mol/L金屬離子測定得到如表數(shù)據(jù)：
    物質(zhì) CuS Cu（OH）2 Ni（OH）2 NiS Fe（OH）3
    Ksp 6×10-36 3×10-19
    pH 開始沉淀 4.7 7.2 1.9
    沉淀完全 6.7 9.2 3.2
    根據(jù)信息回答：
    （1）步驟①常用熱濃硫酸進行酸浸，寫出酸浸時金屬鎳發(fā)生反應的化學方程式
     
    ．
    （2）酸浸過程應控制酸的濃度、溫度等條件，如圖是鎳的浸出率與溫度的關系，溫度高于100℃時，Ni2+浸出率降低的原因可能是
     
    ．
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    （3）濾液l中含有0.8mol/LNi2+、0.1mol/LFe3+、0.1mol/LCu2+，步驟②的連續(xù)操作過程需要先分離出鐵元素、銅元素，再制得鎳硫化合物．為達到此目的，應先加NaOH將溶液調(diào)節(jié)至
     
    （填pH的取值范圍）；再加_
     
    （選填最佳試劑的序號）．當溶液中Ni2+開始形成NiS時，c（Cu2+）
     
    ．（忽略溶液體積變化）
    A．硝酸        B．氨水      C．A12S3    D．H2S
    （4）步驟③生成的Ni（CO）4中碳的化合價與KCN中碳的化合價相同，則Ni（CO）4中Ni的化合價為
     
    ；工業(yè)上也常用NaClO氧化NiSO4，將制得的NiOOH熱分解后進行還原得到Ni.ClO-在堿性條件下氧化Ni2+生成NiOOH的離子方程式為
     
    ．
    （5）步驟⑥的目的是降低鋁含量、獲得多孔狀的“海綿鎳鋁催化劑”，從而增強對氫氣的吸附性，步驟⑥的離子方程式為
     
    ．

    發(fā)布：2024/11/15 8:0:2組卷：36引用：1難度：0.5
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