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。利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)的工艺流程如下图所示:
已知:FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为:
FeTiO3+4H++4Cl-===Fe2++TiOCl42-+2H2O。
24.化合物FeTiO3中铁元素的化合价是 。
25.滤渣A的成分是 。
26.滤液B中TiOCl42-转化生成TiO2的离子方程式为 。
27.反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时,Ti元素的浸出率与反应温度的关系如下图所示。反应温度过高时,Ti元素浸出率下降的原因是 。
28.写出由滤液D生成FePO4的离子方程式 。
29.由滤液D制备LiFePO4的过程中,所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是 。
4.用含少量镁粉的铝粉制取纯净的氢氧化铝,下述操作步骤中最恰当的组合是( )
①加盐酸溶解 ②加烧碱溶液溶解 ③过滤
④通入过量CO2生成Al(OH)3 沉淀
⑤加入盐酸生成Al(OH)3 沉淀 ⑥加入过量烧碱溶液
9、常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
①pH=0的溶液:Na+、C2O42﹣、MnO4﹣、SO42﹣
②pH=11的溶液中:CO32﹣、Na+、AlO2﹣、NO3﹣、S2﹣、SO32﹣
③水电离的H+浓度c(H+)=10﹣12mol·L﹣1的溶液中:Cl﹣、CO32﹣、NO3﹣、NH4+、SO32﹣
④加入Mg能放出H2的溶液中:Mg2+、NH4+、Cl﹣、K+、SO42﹣
⑤使石蕊变红的溶液中:Fe2+、MnO4﹣、NO3﹣、Na+、SO42﹣
⑥中性溶液中:Fe3+、Al3+、NO3﹣、I﹣、Cl﹣、S2﹣.
10.下列根据实验操作和现象和所得出的结论正确的是
+2
反应FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O中,不是非氧化还原反应,可以判断铁元素化合价为+2价,故答案为:+2;
根据反应FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O,不是非氧化还原反应,可以判断铁元素化合价为+2价;
元素及其化合物的性质、离子方程式书写、化学计算
SiO2
由于杂质中二氧化硅不溶于盐酸,所以滤渣A成分是二氧化硅,故答案为:SiO2;
MgO、CaO、SiO2等杂质中,二氧化硅不溶于稀盐酸,成为滤渣A;
元素及其化合物的性质、离子方程式书写、化学计算
TiOCl42-+H2O△TiO2↓+2H++4Cl-
根据流程可知,TiOCl42-在溶液中加热与水反应生成二氧化钛沉淀,反应的离子方程式为:TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-,
故答案为:TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-;
根据流程图示,TiOCl42-在溶液中加热与水反应生成二氧化钛沉淀;
元素及其化合物的性质、离子方程式书写、化学计算
温度过高时,反应物氨水(或双氧水)会受热分解
由于二氧化钛与氨水、双氧水反应生成(NH4)2Ti5O15时,温度过高,双氧水和氨水都容易分解,所以反应温度过高时,Ti元素浸出率下降,
故答案为:温度过高时,反应物氨水(或双氧水)受热易分解;
二氧化钛与氨水、双氧水反应生成(NH4)2Ti5O15,温度过高,双氧水和氨水都容易分解;
元素及其化合物的性质、离子方程式书写、化学计算
2Fe2+ + 2H3PO4 + H2O2 2FePO4↓+ 2H2O + 4H+
根据流程图示可知,滤液D是FeCl2 溶液,加入双氧水和磷酸过滤可得沉淀FePO4,化学方程式为:2FeCl2 + 2H3PO4 + H2O2 2FePO4↓+ 2H2O + 4HCl,故离子方程式为2Fe2+ + 2H3PO4 + H2O2 2FePO4↓+ 2H2O + 4H+
滤液D是FeCl2 溶液,加入双氧水和磷酸过滤可得沉淀FePO4,化学方程式为:2FeCl2 + 2H3PO4 + H2O2 2FePO4↓+ 2H2O + 4HCl,故离子方程式为2Fe2+ + 2H3PO4 + H2O2 2FePO4↓+ 2H2O + 4H+
元素及其化合物的性质、离子方程式书写、化学计算
20/9
根据电子守恒,氧化铁元素转移的电子就等于铁离子氧化草酸转移的电子数,
因此可得关系式:H2O2~H2C2O4,设双氧水质量为x,草酸质量为y,
34 90
x×17% y
34y=90×x×17%,所以x:y=20:9,
17%双氧水与H2C2O4的质量比为20:9,故答案为:20:9;
根据电子守恒找出双氧水与草酸的关系式,然后列式计算计算出17%双氧水与H2C2O4的质量比;
元素及其化合物的性质、离子方程式书写、化学计算