Question

【题目】钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。钛铁矿主要成分为FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等杂质），Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

(1)Ti位于元素周期表中的位置为________。钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是_______。

(2)过程①中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是_________。

(3)过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。

(4)写出由滤液D生成FePO4的离子方程式____________________________________。

(5)由流程图可知FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

Answer 1

【答案】第四周期IVB增大反应物接触面积，加快反应速率100℃ 3小时温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降2Fe2++ H2O2+ 2H3PO4 == 2FePO4 + 4H++ 2H2O2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ 3CO2↑+ H2O

【解析】

（1）Ti的原子序数为22，处于第四周期第ⅣB族。钛铁矿在预处理时进行粉碎，增大了与盐酸的接触面积，可以加快反应速率。

（2）由图中三条曲线可得，当铁的浸出率为80%时，应为100℃、约浸取3小时。

（3）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(双氧水分解与氨气逸出)，所以反应温度过高时，Ti元素浸出率下降。

（4）由流程可得，滤液D含有Fe2+，与H2O2、H3PO4反应，生成FePO4，离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H3PO4=2FePO4+ 4H++2H2O。

（5）由流程图可知FePO4与H2C2O4、Li2CO3高温煅烧发生反应生成LiFePO4，铁的化合价降低，FePO4应为氧化剂，所以H2C2O4应为还原剂，故化学方程式为：2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+3CO2↑+H2O。