Question

【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：

已知：“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在

FeTiO3+4H++4C1-=Fe2++ TiOCl42-+2H2O

下列说法不正确的是

A. Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中有4个过氧键

B. 滤液②中的阳离子除了Fe2+和H+，还有Mg2+

C. 滤液②中也可以直接加适量的氯水代替双氧水

D. “高温煅烧②”过程中，Fe元素被氧化

Answer 1

【答案】D

【解析】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，由制备流程可知，加盐酸过滤后的滤渣为SiO2，滤液①中含Mg2+、Fe2+、TiOCl42-，水解后过滤，沉淀为TiO2·xH2O，经过一系列反应得到Li4Ti5O12；水解后的滤液②中含Mg2+、Fe2+，双氧水可氧化亚铁离子，在磷酸条件下过滤分离出FePO4，高温煅烧②中发生2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑。A. Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，Li为+1价，则O的化合价为-2价和-1价，根据正负化合价的代数和为0，其中含有7个-2价的O和8个-1价的O，结构中含有4个过氧键，故A正确；B. 根据上述分析，滤液②中的阳离子除了Fe2+和H+，还有Mg2+，故B正确；C. 滤液②中加入双氧水的目的是氧化亚铁离子，也可以直接加适量的氯水代替双氧水，故C正确；D. “高温煅烧②”过程中发生2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑，Fe元素的化合价有+3价变成+2价，被还原，故D错误；故选D。