题目内容
【题目】Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A.“酸浸”后,若钛主要以TiOCl42-形式存在,则相应反应的离子方程式可表示为:FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O
B.若Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,则其中过氧键的数目为3个
C.“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式可表示为:2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFeO4+H2O↑+3CO2↑
D.TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O转化率/% | 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
可知,40℃前,未达到平衡状态,随着温度升高,转化率变大
【答案】B
【解析】
利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备Li4Ti5O12和LiFePO4,根据制备流程可知,加入盐酸过滤后滤渣为SiO2,滤液①中含有Mg2+、Fe2+、TiOCl42-,水解后过滤,沉淀为TiO2xH2O,经过一系列转化为最终转化为Li4Ti5O12.滤液②中加入双氧水,将亚铁离子被氧化,在磷酸的作用下转化为磷酸铁,通过高温煅烧最终转化为LiFePO4,据此分析解答。
A.“酸浸”后,若钛主要以TiOCl42-形式存在,Ti的化合价为+4价,反应前后没有化合价的变化,是非氧化还原反应,因此相应反应的离子方程式可表示为:FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O,故A正确;
B.Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,Li的化合价是+1价,由化合价代数和为0可知,氧元素的负价代数和为22,设其中过氧键的数目为x个,则2x+(15-2x)×2=22,解得x=4,故B错误;
C.根据以上分析可知“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4,反应中铁的化合价由+3价降低到+2价,H2C2O4有还原性,其中碳的化合价应由+3价升高到+4价,故化学方程式可表示为:2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2↑,故C正确;
D.根据表中数据可知,40oC时,TiO2·xH2O转化率最高,因低于40oC时,反应未达到平衡状态,TiO2xH2O转化率随温度升高而增加,超过40oC时,双氧水分解和氨气的逸出速率加快,导致TiO2xH2O转化率下降,故D正确;
故选B。
【题目】完成下列实验所选择的装置或仪器(夹持装置已略去)正确的是( )
选项 | A | B | C | D |
实验 | 用CCl4提取溴水中的Br2 | 从食盐水中提取NaCl固体 | 从KI和I2的固体混合物中回收I2 | 配制100 mL0.1000 mol·L-1Na2CO3溶液 |
装置或仪器 |
A.AB.BC.CD.D