钛酸锂Li4Ti5O12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,工艺流程图如下(已知氨水是氨气的水溶液,受热时会加快氨气的挥发):
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(1)在“酸浸”实验中,除了发生反应FeTiO3 + 4HCl = FeTiOCl4 + H2O,还存在另一个化学反应,其反应方程式为______________________________。
(2)在“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如图所示。
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①由图分析可知,温度对浸出率的影响情况为:其它条件相同时,_______________________。
②当铁的浸出率为70%时,所采用的实验条件为______℃、_____h。
(3)TiO2沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2 转化率/% | 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
分析数据可知:当温度高于40℃时,TiO2转化率________(填“变大”或“变小”),请推测出现此变化的原因可能是__________。
(4)当加入氢氧化锂溶液时,发生了复分解反应,该反应的化学方程式为___________。
(5)用含76kg FeTiO3的钛铁矿,理论上可以制备Li4Ti5O12的质量为________kg。
曾有一段时间在微信上流传了一种懒人火锅。这种火锅分上下两层,食用前只需要把带底料的食材放入上层,然后将加热包放入下层,并加入一定量冷水,立即就能产生热量给上层的食材加热,使汤料沸腾,并保温1到2个小时。某化学兴趣小组对这种懒人火锅的原理及使用后加热包中的成分进行了研究。
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(查阅资料)发热包的主要成分是:碳酸钠、焙烧硅藻土(难溶于水)、铁粉、焦炭粉、活性炭、氯化钠、生石灰。
(实验探究)
(1)同学甲经过对发热包成分的研究后,认为发热主要原理是________(用化学方程式表示)
(2)同学乙从已经使用完的发热包中取少量固体混合物于烧杯中,缓慢加入足量蒸馏水,边加边搅拌,静置,过滤得滤液。
(3)同学丙在上述实验的基础上,对滤液中所含阴离子的种类进行探究,请帮她完成实验过程。提供的试剂:稀盐酸、稀硝酸、酚酞、AgNO3溶液、Ba(NO3)2溶液、Mg(NO3)2溶液
实验操作 | 预期现象 | 结论 |
步骤1:取少量滤液于试管中,加入_______。 | _______ | 滤液中没有CO32- |
步骤2:另取少量滤液于试管中,加入过量_____。 | _________ | 滤液中含有OH- |
步骤3:_________ | 产生白色沉淀 | 滤液中含有______ |