(2013?漳州二模)鈦鐵礦的主要成分為FeTiO
3(可表示為FeO?TiO
2),含有少量MgO、CaO、SiO
2等雜質.利用鈦鐵礦制備鋰離子電池電極材料(鈦酸鋰Li
4Ti
5O
12和磷酸亞鐵鋰LiFePO
4)的工業(yè)流程如圖所示:
已知:FeTiO
3與鹽酸反應的離子方程式為:FeTiO
3+4H
++4Cl
-=Fe
2++TiOCl
42-+2H
2O
(1)化合物FeTiO
3中鐵元素的化合價是
+2
+2
.
(2)濾渣A的成分是
SiO2
SiO2
.
(3)濾液B中TiOCl
42-轉化生成TiO
2的離子方程式是
TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-
TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-
.
(4)反應②中固體TiO
2轉化成(NH
4)
2Ti
5O
15溶液時,Ti元素的浸出率與反應溫度的關系如圖所示.反應溫度過高時,Ti元素浸出率下降的原因是
溫度過高時,反應物氨水(或雙氧水)受熱易分解
溫度過高時,反應物氨水(或雙氧水)受熱易分解
.
(5)反應③的化學方程式是
(NH4)2Ti5O15+2 LiOH=Li2Ti5O15↓+2NH3?H2O(或2NH3+2H2O)
(NH4)2Ti5O15+2 LiOH=Li2Ti5O15↓+2NH3?H2O(或2NH3+2H2O)
.
(6)由濾液D制備LiFePO
4的過程中,所需 17%雙氧水與H
2C
2O
4的質量比是
20:9
20:9
.
(7)若采用鈦酸鋰(Li
4Ti
5O
12)和磷酸亞鐵鋰(LiFePO
4)作電極組成電池,其工作原理為:Li
4Ti
5O
12+3LiFePO
4?
+3FePO
4該電池充電時陽極反應式是
LiFePO4-e-=FePO4+Li+
LiFePO4-e-=FePO4+Li+
.