【題目】鈦酸鋰電池應(yīng)用廣泛， 電池放電后負(fù)極材料主要含有Li4Ti5O12、 鋁箔及少量Fe， 可通過下列工藝流程回收鈦、 鋰。回答下列問題：

(1) Li4Ti5O12中， Ti元素的化合價(jià)為___， 濾液1中含金屬的陰離子是___(填離子符號(hào))。

(2) 酸浸時(shí) Li4Ti5O12發(fā)生的反應(yīng)是： Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2＝2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O， 該反應(yīng)是否屬于氧化還原反應(yīng)？___(填 “是” 或 “否”)； 濾渣1是___。

(3) 向[TiO(H2O2)]SO4溶液中加入Na2SO3溶液發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

(4) 向TiOSO4溶液中通入NH3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___。

(5) 沉淀TiO(OH)2用蒸餾水洗滌的目的是___。

(6) 萃取時(shí)， 溫度對(duì)萃取率的影響如圖所示。由圖分析知實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇在常溫下進(jìn)行即可， 理由是__。

(7)“萃取” 和 “反萃取” 可簡(jiǎn)單表示為：[TiO(H2O2)]2+＋2(HA)2 [TiO(H2O2)](HA2)2＋2H+，則反萃取過程中加入的試劑X是___。

【答案】+4 AlO2－或Al(OH)4 － 否 Fe(OH)3 [TiO(H2O2)]2++SO32－=TiO2++SO42－+H2O TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+ 除去沉淀表面硫酸鹽雜質(zhì) 因常溫下鈦的萃取率已經(jīng)比較高(90%以上)，溫度升高對(duì)萃取率的增加幅度很小，所以不必升溫 H2SO4

【解析】

由流程圖可知，鈦酸鋰電池放電后負(fù)極材料主要含有Li4Ti5O12、 鋁箔及少量Fe，加入氫氧化鈉溶液堿浸，鋁箔溶于氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉和氫氣，其他成分不溶于堿，過濾后濾液含有偏鋁酸鈉溶液；堿浸后的固體加入硫酸和過氧化氫酸浸氧化，Fe轉(zhuǎn)化為Fe3+，加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH生成Fe(OH)3沉淀過濾除去，酸浸時(shí) Li4Ti5O12發(fā)生的反應(yīng)是： Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2＝2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O，經(jīng)萃取和反萃取得到TiO(H2O2)] TiO(H2O2)SO4，水相中加入碳酸鈉溶液得到Li2CO3沉淀；在TiO(H2O2)SO4溶液中加入亞硫酸鈉溶液還原得到TiOSO4，再通入氨氣產(chǎn)生TiO(O H)2沉淀，過濾后經(jīng)蒸餾水洗去表面吸附的硫酸鹽，再經(jīng)干燥、煅燒得到納米TiO2，據(jù)此分析解答。

(1) Li4Ti5O12中，Li為+1價(jià)，O為-2價(jià)，則 Ti元素的化合價(jià)為（122-1）5=+4；根據(jù)以上分析，堿浸時(shí)鋁箔溶于氫氧化鈉溶液生成偏鋁酸鈉，過濾后濾液含有偏鋁酸鈉溶液，所以濾液1中含金屬的陰離子是AlO2－，

因此，本題正確答案是：+4；AlO2－；

(2) 由反應(yīng)方程式 Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2＝2Li2SO4+5[TiO(H2O2)]SO4+7H2O， 可知，反應(yīng)前后元素化合價(jià)沒發(fā)生變化，所以該反應(yīng)不是氧化還原反應(yīng)；

堿浸后的固體加入硫酸和過氧化氫酸浸氧化，Fe轉(zhuǎn)化為Fe3+，加入氫氧化鈉溶液調(diào)pH生成Fe(OH)3沉淀過濾除去，故濾渣1是Fe(OH)3，

因此，本題正確答案是：否；Fe(OH)3；

(3) [TiO(H2O2)]SO4與Na2SO3溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)，反應(yīng)的離子方程式為[TiO(H2O2)]2++SO32－=TiO2++SO42－+H2O，

因此，本題正確答案是：[TiO(H2O2)]2++SO32－=TiO2++SO42－+H2O；

(4) 由流程可知，TiOSO4溶液中通入NH3發(fā)生反應(yīng)生成TiO(OH)2沉淀，反應(yīng)的離子方程式為TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+，

因此，本題正確答案是：TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+ ；

(5) 沉淀TiO(OH)2表面會(huì)吸附溶液中的硫酸鹽，所以要用蒸餾水洗滌除去雜質(zhì)，

因此，本題正確答案是：除去沉淀表面硫酸鹽雜質(zhì)；

(6) 由溫度對(duì)萃取率的影響圖可知，常溫下鈦的萃取率已經(jīng)比較高(90%以上)，溫度升高對(duì)萃取率的增加幅度很小，所以不必升溫，實(shí)驗(yàn)時(shí)選擇在常溫下進(jìn)行即可，

因此，本題正確答案是：因常溫下鈦的萃取率已經(jīng)比較高(90%以上)，溫度升高對(duì)萃取率的增加幅度很小，所以不必升溫；

(7) [TiO(H2O2)]2+＋2(HA)2 [TiO(H2O2)](HA2)2＋2H+，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，反萃取過程是使平衡逆向移動(dòng)，可以采取增大生成物濃度得方法，即增大氫離子濃度，加入的試劑X是H2SO4，

因此，本題正確答案是：H2SO4。

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】回答下列問題。

（1）下列物質(zhì)能導(dǎo)電且屬于電解質(zhì)的是_____(填序號(hào))。

A．固態(tài)氯化鎂(MgCl2) B．熔融氯化鎂(MgCl2)

C．氯化鈉溶液 D．鋁

（2）寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式：

①Na2CO3________；

②H2SO4__________；

③KHSO4_________。

（3）在下列反應(yīng)中，HCl作還原劑的是_____，HCl作氧化劑的是____。

A．NaOH＋HCl=NaCl＋H2O

B．Zn＋2HCl=ZnCl2＋H2↑

C．MnO2＋4HCl(濃) MnCl2＋Cl2↑＋2H2O

D．CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】氧化還原反應(yīng)與四種基本反應(yīng)類型的關(guān)系如圖所示，則下列化學(xué)反應(yīng)屬于3 區(qū)域的( )

A.Cl2＋2KBr = Br2＋2KCl

B.2NaHCO3 Na2CO3+H2O+CO2↑

C.4Fe(OH)2+O2+2H2O =4Fe(OH)3

D.2Na2O2+2H2O =4NaOH+ O2↑

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】圖中甲、乙、丙表示某動(dòng)物細(xì)胞中的不同化合物，下列敘述正確的是( )

A. 核糖核苷酸是構(gòu)成物質(zhì)甲的基本單位

B. 物質(zhì)甲為該生物的主要遺傳物質(zhì)

C. 物質(zhì)丙是構(gòu)成細(xì)胞的基本骨架

D. 物質(zhì)乙的種類和數(shù)量與細(xì)胞膜的功能密切相關(guān)

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】鋅錳干電池的負(fù)極是作為電池殼體的金屬鋅，正極是被二氧化錳和碳粉包圍的石墨電極，電解質(zhì)是氯化鋅和氯化銨的糊狀物，該電池放電過程中產(chǎn)生 MnOOH。廢舊電池中的Zn、Mn元素的回收，對(duì)環(huán)境保護(hù)有重要的意義。

Ⅰ. 回收鋅元素，制備ZnCl2

步驟一：向除去殼體及石墨電極的黑色糊狀物中加水，攪拌，充分溶解，經(jīng)過濾分離得固體和濾液。

步驟二：處理濾液，得到ZnCl2·xH2O晶體。

步驟三：將SOCl2與ZnCl2·xH2O晶體混合制取無(wú)水ZnCl2。

制取無(wú)水ZnCl2，回收剩余的SOCl2并驗(yàn)證生成物中含有SO2(夾持及加熱裝置略) 的裝置如下：

(已知： SOCl2是一種常用的脫水劑，熔點(diǎn)－105℃，沸點(diǎn)79℃，140℃以上時(shí)易分解，與水劇烈水解生成兩種氣體。)

（1）寫出SOCl2與水反應(yīng)的化學(xué)方程式：______________________。

（2）接口的連接順序?yàn)?/span>a→___→___→ h → h →___→___→___→e。______________

Ⅱ. 回收錳元素，制備MnO2

（3）洗滌步驟一得到的固體，判斷固體洗滌干凈的方法：_________________________。

（4）洗滌后的固體經(jīng)初步蒸干后進(jìn)行灼燒，灼燒的目的__________________________。

Ⅲ. 二氧化錳純度的測(cè)定

稱取1.40g灼燒后的產(chǎn)品，加入2.68g草酸鈉（Na2C2O4）固體，再加入足量的稀硫酸并加熱（雜質(zhì)不參與反應(yīng)），充分反應(yīng)后冷卻，將所得溶液轉(zhuǎn)移到100mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻線，從中取出20.00mL，用0.0200mol/L高錳酸鉀溶液進(jìn)行滴定，滴定三次，消耗高錳酸鉀溶液體積的平均值為17.30mL。

（5）寫出MnO2溶解反應(yīng)的離子方程__________________________________________。

（6）產(chǎn)品的純度為______________________ 。

（7）若灼燒不充分，滴定時(shí)消耗高錳酸鉀溶液體積_____（填“偏大”、“ 偏小”、“ 不變”）。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】（1）常溫下，在200 mL氫氧化鋇溶液中含有1×10-3mol的鋇離子，將此溶液與pH＝3的鹽酸混合，使其混合溶液的pH＝7，應(yīng)取氫氧化鋇溶液和鹽酸的體積之比是_________。

（2）25℃時(shí)，利用pH試紙測(cè)得0.1molL-1醋酸溶液的pH約為3，則可以估算出醋酸的電離常數(shù)約為_______；向10mL此溶液中加入少量冰醋酸，忽略溶解過程中溶液溫度和體積的微小變化，溶液中c（H＋）/c（CH3COOH）的值將_____（填“增大”、“減小”或“無(wú)法確定”）。

（3）25 ℃時(shí)，pH=3的NH4Al(SO4)2中2c(SO42-)－c(NH4+)－3c(Al3＋)＝______（取近似值）

（4）室溫時(shí)，向100mL0.1mol·L－1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系曲線如圖所示：試分析圖中a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)，水的電離程度最大的是________點(diǎn)；在b點(diǎn)，溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是__________________________

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣小組的同學(xué)從海帶中提取碘單質(zhì)的實(shí)驗(yàn)流程圖如下：

依據(jù)實(shí)驗(yàn)下列說法不正確的是（ ）

A. 從上述實(shí)驗(yàn)可以得出海帶中含有可溶性的含碘化合物

B. 步驟⑤中可能發(fā)生的反應(yīng)為：5I- + IO3- +6H+ ===3I2 +3H2O

C. 若步驟④中用CCl4做萃取劑，步驟⑥應(yīng)取上層溶液得到后續(xù)的混合物C

D. 整個(gè)過程中的操作是利用了物質(zhì)的溶解性實(shí)現(xiàn)了碘元素的富集、分離與提純

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】有NaCl、CaCl2、AlCl3三種溶液，分別與足量的AgNO3溶液反應(yīng)：

①若所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等，則生成沉淀的物質(zhì)的量之比是 _________ ；

②若生成沉淀的質(zhì)量相等，則三種溶液中所含溶質(zhì)的物質(zhì)的量之比是 _______。

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科目：高中化學(xué) 來(lái)源： 題型：

【題目】工業(yè)采用氯化銨焙燒菱錳礦制備高純碳酸錳的流程如圖所示：

已知：①菱錳礦的主要成分是MnCO3，其中含Fe、Ca、Mg、Al等元素。

②Al3+、Fe3+沉淀完全的pH分別為4.7、3.2，Mn2+、Mg2+開始沉淀的pH分別為8.1、9.1。

③焙燒過程中主要反應(yīng)為MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O。

（1）結(jié)合圖1、2、3，分析焙燒過程中最佳的焙燒溫度、焙燒時(shí)間、分別為_____、_____、_______。

（2）對(duì)浸出液凈化除雜時(shí)，需先加入MnO2將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+，再調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為_______，將Fe3+和Al3+變?yōu)槌恋矶�，然后加�?/span>NH4F將Ca2+、Mg2+變?yōu)榉锍恋沓ァ?/span>

（3）“碳化結(jié)晶”步驟中，加入碳酸氫銨時(shí)反應(yīng)的離子方程式為______________。

（4）上述流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是________。

（5）現(xiàn)用滴定法測(cè)定浸出液中Mn2+的含量。實(shí)驗(yàn)步驟：稱取1.000 g試樣，向其中加入稍過量的磷酸和硝酸，加熱使反應(yīng)2Mn2+++4+2H+2[Mn(PO4)2]3++H2O充分進(jìn)行；加入稍過量的硫酸銨，發(fā)生反應(yīng)+N2↑+2H2O以除去；加入稀硫酸酸化，用2.00 mol·L110.00 mL硫酸亞鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定，發(fā)生的反應(yīng)為[Mn(PO4)2]3+Fe2+Mn2++ Fe3++2；用0.10 mol·L110.00 mL酸性K2Cr2O7溶液恰好除去過量的Fe2+。

①酸性K2Cr2O7溶液與Fe2+反應(yīng)的離子方程式為_____________(還原產(chǎn)物是Cr3+)。

②試樣中錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______。

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