【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(dāng)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】下圖所示各物質(zhì)是由1~20號元素中部分元素組成的單質(zhì)或其化合物,圖中部分反應(yīng)條件未列出。已知C、H是無色有刺激性氣味的氣體,D是一種黃綠色的氣體單質(zhì),物質(zhì)J可用于泳池消毒。反應(yīng)②和④是化工生產(chǎn)中的重要反應(yīng),反應(yīng)⑤是實驗室制備氣體C的重要方法。

請回答下列問題:

(1)I中所含化學(xué)鍵類型_______________,

(2)G的水溶液呈酸性,用離子方程式表示其原因_______________________

(3)實驗室制備氣體C的化學(xué)方程式___________________________________________

(4)已知含7.4gI的稀溶液與200mL1mol/LH溶液反應(yīng)放出11.56kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________________________________________________

(5)物質(zhì)A由三種元素組成,1 mol A與水反應(yīng)可生成1 mol B2 mol C,A化學(xué)式為_______________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列依據(jù)熱化學(xué)方程式得出的結(jié)論正確的是 ( )

A. 已知C(石墨,s)=C(金剛石,s) ΔH>0,則金剛石比石墨穩(wěn)定

B. 已知C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2;則ΔH2>ΔH1

C. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ/mol,則氫氣的燃燒熱為241.8 kJ/mol

D. 放熱過程(ΔH<0)或熵增加(ΔS> 0)的過程一定是自發(fā)的

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)設(shè)計了測定氣體摩爾體積的探究實驗,利用氯酸鉀分解制O2。

實驗步驟如下:

①把適量的氯酸鉀粉末和少量二氧化錳粉末混合均勻,放入干燥的試管中,準(zhǔn)確稱量試管和藥品的總質(zhì)量為15.95 g。

②連接好實驗裝置,檢查裝置的氣密性。

③加熱,開始反應(yīng),直到不再有氣體產(chǎn)生為止。

④測量排入量筒中水的體積為285.0 mL,換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為279.7 mL.

⑤準(zhǔn)確稱量試管和殘留物的質(zhì)量為15.55 g。

根據(jù)上述實驗過程,回答下列問題:

(1)如何檢查裝置的氣密性?____________________________________________________________________________。

(2)試管中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為:_______________________________________。

(3)以下是測量收集到氣體體積必須包括的幾個步驟:

①調(diào)整量筒的高度使廣口瓶和量筒內(nèi)的液面高度相同

②使試管和廣口瓶內(nèi)氣體都冷卻至室溫

③讀取量筒內(nèi)液體的體積

這三步操作的正確順序是___________(請?zhí)顚懖襟E代碼)。

進行③的實驗操作時,若仰視讀數(shù),則讀取氧氣的體積________(填偏大”、“偏小無影響”)。

(4)實驗過程中產(chǎn)生氧氣的物質(zhì)的量是________mol;實驗測得氧氣的摩爾體積是________(保留小數(shù)點后兩位)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為探究氨氣的還原性,某同學(xué)設(shè)計了下列實驗裝置( 其中夾持裝置略去),在實驗室中進行實驗探究;卮鹣铝袉栴}:

(1)儀器b的名稱是_____________________,試解釋該裝置中產(chǎn)生NH3的原理:____________

(2)裝置乙中盛有的試劑名稱是__________________。

(3)裝置戊中濃硫酸的作用是_______________________________________________。

(4)+1Cu 在酸性環(huán)境中不穩(wěn)定,可發(fā)生反應(yīng):Cu2O+2H+==Cu2++Cu + H2O。某同學(xué)取上述反應(yīng)后玻璃管內(nèi)的物質(zhì)于試管中,加入稀硫酸,振蕩后發(fā)現(xiàn)溶液為藍色,且試管底部有紅色Cu,他得出結(jié)論:NH3還原CuO生成Cu2O。該同學(xué)的判斷是否正確?________(正確不正確”),理由是__________________________________________________________________。

(5)已知裝置丙的玻璃管內(nèi)CuO粉末為mg,實驗結(jié)束后測得玻璃管內(nèi)固體粉末為n g,CuO 完全被還原 Cu, m:n=______;寫出玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________裝置丁中的干燥管增重為_______g(用含m n 的代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有機物互為同分異構(gòu)體的是(  )

A. 乙烷和乙烯 B. 正丁烷和異丁烷

C. 乙醇和乙酸 D. 葡萄糖和淀粉

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)中,既含有離子鍵,又含有共價鍵的是(
A.CaCl2
B.H2O2
C.Na2S
D.NaOH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氫硫酸中存在電離平衡:H2SH++HS-HS-H++S2-。已知酸式鹽NaHS溶液呈堿性,若向10ml濃度為0.1mol/L的氫硫酸中加入以下物質(zhì),下列判斷正確的是

A. 加水,會使平衡向右移動,溶液中氫離子濃度增大

B. 加入20ml濃度為0.1mol/L NaOH溶液,c(Na+)=c(HS-)+c(H2S)+2c(S2-)

C. 通入過量SO2氣體,平衡向左移動,溶液pH值始終增大

D. 加入10ml濃度為0.1mol/L NaOH溶液,c(Na+)>c(HS-)>c(OH)>c(H+)>c(S2-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組離子能在溶液中大量共存的是

A.HCO3、Na、OH、KB.CO32―、Ba2K、NO3

C.Ba2OH、ClNaD.CO32―、NaNO3、H

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