鈦鐵礦的主要成分為FeTiO3(可表示為FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等雜質(zhì)。利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li4Ti5O12和磷酸亞鐵鋰LiFePO4)的工業(yè)流程如圖所示：

已知：FeTiO3與鹽酸反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3＋4H＋＋4Cl－=Fe2＋＋TiOCl42—＋2H2O
(1)化合物FeTiO3中鐵元素的化合價是________。
(2)濾渣A的成分是________。
(3)濾液B中TiOCl42—轉(zhuǎn)化生成TiO2的離子方程式是________________。
(4)反應(yīng)②中固體TiO2轉(zhuǎn)化成(NH4)2Ti5O15溶液時，Ti元素的浸出率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖所示。反應(yīng)溫度過高時，Ti元素浸出率下降的原因是________________________________。

(5)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是________________________。
(6)由濾液D制備LiFePO4的過程中，所需17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比是________。
(7)若采用鈦酸鋰(Li4Ti5O12)和磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)做電極組成電池，其工作原理為Li4Ti5O12＋3LiFePO4Li7Ti5O12＋3FePO4，該電池充電時陽極反應(yīng)式是____________________。
(1)＋2
(2)SiO2
(3)TiOCl42—＋H2OTiO2↓＋2H＋＋4Cl－
(4)溫度過高時，反應(yīng)物氨水(或雙氧水)受熱易分解
(5)(NH4)2Ti5O15＋2LiOH=Li2Ti5O15↓＋2NH3·H2O(或2NH3＋2H2O)
(6)20?9
(7)LiFePO4－e－=FePO4＋Li＋
(2)鈦鐵礦中只有SiO2不與鹽酸反應(yīng)，因此濾渣A的成分是SiO2。(3)TiOCl42—轉(zhuǎn)化為TiO2，Ti的化合價不變，發(fā)生的是TiOCl42—的水解反應(yīng)。(5)反應(yīng)③為LiOH與(NH4)2Ti5O15的復(fù)分解反應(yīng)。(6)根據(jù)得失電子守恒，可得關(guān)系式：2Fe2＋～H2O2～2Fe3＋～H2C2O4，則17%雙氧水與H2C2O4的質(zhì)量比＝:90＝20:9。(7)該電池充電時陽極上LiFePO4發(fā)生氧化反應(yīng)。
點撥：本題考查鋰離子電池電極材料的制備工藝流程，考查考生對化工流程的綜合分析能力。難度較大。
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

已知在pH為4～5的溶液中，Cu2＋幾乎不水解，而Fe3＋幾乎完全水解。某學(xué)生擬用電解CuSO4溶液的方法測定銅的相對原子質(zhì)量。該同學(xué)向pH＝3.8的含有Fe2(SO4)3雜質(zhì)的CuSO4溶液中加入適量的黑色粉末X，充分攪拌后過濾，將濾液用下圖所示裝置電解，其中某電極增重a g，另一電極上產(chǎn)生標準狀況下的氣體V mL。下列說法正確的是(  )
A．黑色粉末X是鐵粉
B．銅電極連接電源正極
C．石墨電極上發(fā)生的反應(yīng)是4OH－－4e－=O2↑＋2H2O
D．銅的相對原子質(zhì)量的計算式是

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

如圖是工業(yè)電解飽和食鹽水的裝置示意圖，下列有關(guān)說法中不正確的是(  )
A．裝置中出口①處的物質(zhì)是氯氣，出口②處的物質(zhì)是氫氣
B．該離子交換膜只能讓陽離子通過，不能讓陰離子通過
C．裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：2Cl－＋2H＋Cl2↑＋H2↑
D．該裝置是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

電解法在金屬精煉、保護環(huán)境、處理廢水中起著十分重要的作用。
(1)如圖為電解精煉銀的示意圖，________(填a或b)極為含有雜質(zhì)的粗銀，若b極有少量紅棕色氣體生成，則生成該氣體的電極反應(yīng)式為______________________。

AgNO3—HNO3溶液
(2)電解法處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72－)時，以鐵板作陰、陽極，處理過程中存在反應(yīng)Cr2O72－＋6Fe2＋＋14H＋=2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O，最后Cr3＋以Cr(OH)3形式除去。回答下列問題：
①寫出電極反應(yīng)式：陰極________________，陽極________________。
②當生成1 mol Cr(OH)3時，電路中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量至少為________mol。
③電解過程中有Fe(OH)3沉淀生成，原因是___________________________。
(3)電解降解法可用于治理水中硝酸鹽的污染。電解降解NO3－的原理如圖所示。

電源正極為________(填A(yù)或B)，陰極反應(yīng)式為______________________。
②若電解過程中轉(zhuǎn)移了2 mol電子，則膜兩側(cè)電解液的質(zhì)量變化差(Δm左－Δm右)為________g。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

某同學(xué)按如圖所示的裝置進行電解實驗。下列說法正確的是(　　)。
A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生
B．電解初期，主反應(yīng)方程式為Cu＋H2SO4CuSO4＋H2↑
C．電解一定時間后，石墨電極上有銅析出
D．整個電解過程中，H＋的濃度不斷增大

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：單選題

某同學(xué)按圖所示的裝置進行電解實驗，下列說法錯誤的是(    )。
A．電解初期，石墨電極上有H2產(chǎn)生
B．整個電解過程中，H＋的濃度不斷增大
C．電解一定時間后，石墨電極上有銅析出
D．電解初期，總反應(yīng)方程式為：

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

下圖是兩座工廠的主要生產(chǎn)流程以及它們之間的生產(chǎn)關(guān)系

回答下列問題：
（1）與上圖中“設(shè)備A”的作用相當?shù)膶嶒炑b置是        。

（2）“溶液B”也可以用下列物質(zhì)中的什么物質(zhì)代替？     。
a．KAl(SO4)2·12H2O      b.ClO2        c.大量O3      d.K2Cr2O7       e.活性炭
（3）聚氯化鋁在生產(chǎn)過程中作       劑，其作用是             ，可用離子方程式表示其化學(xué)原理如下（用Al3+代表聚氯化鋁）：                       。
（4）上圖中下方的工廠主要生產(chǎn)兩種氣體和一種常見強堿，通常稱為         工業(yè)。
（5）加入“三種試劑”主要是為了除去粗食鹽水中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)，按加入的先后次序?qū)懗龌瘜W(xué)式                            。
（6）制取“溶液B”的方法現(xiàn)在已作了改進，其原理圖，用離子方程式表示該裝置中發(fā)生的反應(yīng)：                      。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

回收的廢舊鋅錳干電池經(jīng)過處理后得到錳粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe、乙炔和黑炭等)，由錳粉制取MnO2的步驟如下圖所示。

根據(jù)上圖所示步驟并參考表格數(shù)據(jù)，回答下列問題。
物 質(zhì)
開始沉淀
沉淀完全
Fe(OH)3
2.7
3.7
Fe(OH)2
7.6
9.6
Mn(OH)2
8.3
9.8
 
（1）在加熱條件下用濃鹽酸浸取錳粉，所得溶液中含有Mn2+、Fe2+等。MnO2與濃鹽酸反應(yīng)的離子方程方程式：                                                      _。
（2）酸浸時，浸出時間對錳浸出率的影響如下圖所示，工業(yè)采用的是浸取60 min，其可能原因是                                                    。

（3）錳粉經(jīng)濃鹽酸浸取，過濾I除去不溶雜質(zhì)后，向濾液中加入足量H2O2溶液，其作用是                                 。
（4）過濾I所得濾液經(jīng)氧化后，需加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為5.1，其目的是                                              。
（5）過濾Ⅱ所得濾液加入足量H2O2溶液并加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH約為9，使Mn2+ 氧化得到MnO2，反應(yīng)的離于方程式為                                                     。
（6）工業(yè)上利用KOH和MnO2為原料制取KMnO4。主要生產(chǎn)過程分兩步進行：第一步將MnO2和固體KOH粉碎，混合均勻，在空氣中加熱至熔化，并連續(xù)攪拌以制取K2MnO4；第二步為電解K2MnO4的濃溶液制取KMnO4。
① 第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                                            。
② 電解K2MnO4的濃溶液時，電解池中陰極的實驗現(xiàn)象為                                        。

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科目：高中化學(xué) 來源：不詳 題型：填空題

電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。請回答以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則
① 電解池中X極上的電極反應(yīng)式為                          。在X極附近觀察到的現(xiàn)象是                                  。
② Y電極上的電極反應(yīng)式為                            ，檢驗該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是                                      。
（2）如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則
① X電極的材料是            ，電極反應(yīng)式是                            。
② Y電極的材料是            ，電極反應(yīng)式是                            。
（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）

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