【題目】鈦白粉(TiO2)是重要的白色顏料,LiFePO4是鋰離子電池的正極材料。一種利用鈦鐵礦( 主要成分為FeTiO3 和少量Fe2O3 )進行鈦白粉和LiFePO4 的聯(lián)合生產(chǎn)工藝如下圖所示:

回答下列問題:

(1) LiFePO4Fe的化合價是_______________________。

(2)鈦鐵礦酸溶前需要進行粉碎粉碎的目的是__________________________________。

(3)用離子方程式表示操作I加入鐵粉的目的:__________________________。操作II為一系列操作,名稱是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,其中用到的陶瓷儀器的名稱是___________。

(4)TiO2+易水解,則其水解的離子方程式為______________________;“轉(zhuǎn)化利用的是TiO2+的水解過程需要對溶液加熱,加熱的目的是________________________________。

(5)“沉鐵的的是使Fe3+生成FePO4,當溶液中c(PO43-)= 1.0×10-17mol/L時可認為Fe3+ 沉淀完全,則溶液中Fe3+沉淀完全時的c(Fe3+)=_______mol/L[已知:該溫度下,Ksp(FePO4)=1.0×10-22]。

(6)沉鐵到制備LiFePO4的過程中,所需17% H2O2溶液與草酸( H2C2O4)的質(zhì)量比是_____

【答案】 +2 增加鈦鐵礦與硫酸按觸面積,增大酸溶速率 2H++Fe==H2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+==3Fe2+ 蒸發(fā)皿 TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+ 促進水解( 或加快水解反應(yīng)速率) 1.0×10-5 20:9

【解析】鈦鐵礦[主要成分為鈦酸亞鐵(FeTiO)3,含有少量Fe2O3]加硫酸溶解生成TiO2+Fe3+、Fe2+,加入鐵還原鐵離子:2Fe3++Fe=3Fe2+,得到硫酸亞鐵和TiOSO4,對溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶,過濾得到綠礬晶體和TiOSO4溶液,將TiOSO4溶液加熱,促進TiO2+的水解生成TiO(OH)2,TiO2++2H2O=TiO(OH)2+2H+,分解得到鈦白粉(TiO2);將綠礬與過氧化氫、H3PO4混合沉鐵:2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+,將得到的FePO4與草酸、Li2CO3焙燒生成鋰離子電池的正極材料LiFePO4。

(1)LiFePO4Li的化合價為+1價,P+5O-2價,根據(jù)正負化合價的代數(shù)和為0,F(xiàn)e的化合價是+2,故答案為:+2;

(2)鈦鐵礦酸溶前需要進行粉碎,粉碎可以增加鈦鐵礦與硫酸按觸面積,增大酸溶速率,故答案為:增加鈦鐵礦與硫酸按觸面積,增大酸溶速率;

(3)加入鐵粉主要是還原鐵離子,也會與過量的酸反應(yīng):2H++Fe==H2↑+Fe2+、2Fe3++Fe=3Fe2+;操作II為一系列操作,名稱是加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾,其中用到的陶瓷儀器為蒸發(fā)皿,故答案為:2H++Fe==H2↑+Fe2+、Fe+2Fe3+==3Fe2+;蒸發(fā)皿;

(4)TiO2+易水解生成TiO(OH)2,其水解的離子方程式為TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+;“轉(zhuǎn)化利用的是TiO2+的水解過程,需要對溶液加熱,加熱可以促進水解,故答案為:TiO2++2H2OTiO(OH)2+2H+;促進水解;

(5)Ksp(FePO4)= c(Fe3+) c(PO43-),則c(Fe3+)===1.0×10-5 mol/L,故答案為:1.0×10-5;

(6)“沉鐵的為綠礬與過氧化氫、H3PO4混合生成FePO4,離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4↓+2H2O+4H+,焙燒時的反應(yīng)方程式為2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑;H2O2與草酸(H2C2O4)的物質(zhì)的量之比為1:1,則17% H2O2溶液與草酸(H2C2O4)的質(zhì)量比為=,故答案為:。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為提升電池循環(huán)效率和穩(wěn)定性,科學(xué)家近期利用三維多孔海綿狀Zn3DZn)可以高效沉積ZnO的特點,設(shè)計了采用強堿性電解質(zhì)的3DZn—NiOOH二次電池,結(jié)構(gòu)如下圖所示。電池反應(yīng)為Zn(s)+2NiOOH(s)+H2O(l)ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。

A. 三維多孔海綿狀Zn具有較高的表面積,所沉積的ZnO分散度高

B. 充電時陽極反應(yīng)為Ni(OH)2(s)+OH(aq)eNiOOH(s)+H2O(l)

C. 放電時負極反應(yīng)為Zn(s)+2OH(aq)2eZnO(s)+H2O(l)

D. 放電過程中OH通過隔膜從負極區(qū)移向正極區(qū)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ⅰ.ClO2 是一種消毒、殺菌效率高、二次污染小的水處理劑。實驗室可通過以下反應(yīng)制得 ClO22KClO3+H2C2O4+H2SO4 ═ 2ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O,試回答下列問題。

(1)該反應(yīng)中還原劑的化學(xué)式是 __________;被還原元素的元素符號是 _________

(2)試比較 KClO3 CO2 的氧化性強弱 ____________________________________;

(3)消毒時,ClO2 還可以將水中的 Fe2+ Mn2+ 等轉(zhuǎn)化成 Fe(OH)3 MnO2 等難溶物,此過程說明 ClO2 具有 ___________ ( 氧化還原” ) 性;

(4)當轉(zhuǎn)移 0.2mol 電子時,生成的ClO2在標準狀況下的體積為 ___________________。

Ⅱ.根據(jù)已學(xué)知識回答下列問題:

(1)在反應(yīng) KIO3 + 6HI==3I2 + KI + 3H2O中,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為________

(2)2FeS+ 6H2SO4()Fe2(SO4)3+ 3SO2+ 2S↓+ 6H2O中,反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)和發(fā)生還原反應(yīng)的硫元素物質(zhì)的量之比為______

(3)配平下面兩個反應(yīng):

____H2O + ____Cl2 +____ SO2 ==____H2SO4 + ____HCl

____KMnO4 + ____HCl==____KCl + ____MnCl2 + ____Cl2↑ + ____H2O(系數(shù)是1的也請?zhí)钌?/span>)

根據(jù)以上兩個反應(yīng)反應(yīng),寫出由KMnO4K2SO4 、MnSO4 、SO2、H2O、H2SO4 這六種物質(zhì)組成的氧化還原反應(yīng)的方程式并配平:______________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】200 mL FeBr2溶液中逐漸通入Cl2,其中n(Fe 3)、n(Br2) 隨通入n(Cl2)的變化如圖所示,下列說法不正確的是(  )

A.氧化性強弱:Br2 > Fe3

B.由圖可知,該FeBr2溶液的濃度為1 mol·Ll

C.n(Cl2)0. 12 mol時,溶液中的離子濃度有c (Fe 3)c( Br)=1∶8

D.n(FeBr2)n(Cl2)11時,反應(yīng)的離子方程式為:2Fe22Br + 2Cl2=2Fe3Br2 + 4Cl

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)為測定Na2CO3固體(含少量NaCl)的純度,設(shè)計如下裝置(含試劑)進行實驗。

下列說法不正確的是

A. 必須在②③間添加吸收HCl的裝置

B. ④的作用是防止空氣中的氣體影響實驗的精確度

C. 通入空氣的作用是保證②中產(chǎn)生的氣體完全轉(zhuǎn)移到③中

D. 稱取樣品和③中產(chǎn)生的沉淀的質(zhì)量即可求算Na2CO3固體的純度

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】AI分別表示中學(xué)化學(xué)中常見的一種物質(zhì),它們之間相互關(guān)系如下圖所示(部分反應(yīng)物、生成物沒有列出),且已知G為地殼中含量最多的金屬元素的固態(tài)氧化物,AB、C、DE、F六種物質(zhì)中均含同一種元素。

請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?/span>

1)寫出下列物質(zhì)的化學(xué)式A_______________;G____________________;

2)若C→D為化合反應(yīng),則此時的化學(xué)方程式_______________________________;

3)寫出E→F的化學(xué)方程式___________________________________________ ;

4)寫出反應(yīng)④的離子方程式___________________________________________;

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有一透明溶液,已知其中可能含有Fe3+、Mg2+Cu2+、Al3+、NH4+,加入一種淡黃色粉末固體時,加熱有刺激性氣味的混合氣體放出,同時生成白色沉淀。當加入0.4mol淡黃色粉末時,產(chǎn)生氣體0.3mol,繼續(xù)加入淡黃色粉末時,產(chǎn)生無刺激性氣味的氣體,且加入淡黃色粉末時產(chǎn)生白色沉淀的量如下圖所示。

根據(jù)題意回答下列問題:

(1)淡黃色粉末為____________(填名稱)。

(2)溶液中肯定有______________離子,肯定沒有__________離子。

(3)溶液中各離子的物質(zhì)的量之比為

________________________________________________________________________。

(4)寫出下列反應(yīng)方程式:

淡黃色粉末與水反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________________________

刺激性氣味的氣體產(chǎn)生的離子方程式:______________________________________。

沉淀部分減少時的離子方程式:_______________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:pKa=-lgKa,25℃時,H2SO3pKa1=1.85pKa2=7.19。常溫下,用0.1mol·L1NaOH溶液滴定20mL 0.1mol·L1H2SO3溶液的滴定曲線如圖所示。

下列說法不正確的是

A. A所得溶液中:Vo10mL

B. B所得溶液中:c(H2SO3)+c(H)=c(SO32)+c(OH)

C. C所得溶液中:c(Na)>3c(HSO3)

D. D所得溶液中

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)的轉(zhuǎn)化在給定條件下能實現(xiàn)的是(

A.H2SO4(。SO2NH4HSO3(NH42SO3

B.NH3NONO2HNO3

C.FeFeCl2Fe(OH)2Fe(OH)3

D.AlNaAlO2AlCl3溶液無水AlCl3

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