Question

【題目】新能源汽車的大力推廣，帶動鋰電池材料的發展。我國科學家研發出利用鈦鐵礦（主要成分為，還含有少量、、等雜質）制備鋰離子電極材料—和的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)中，Fe元素的化合價為____________。

(2)“酸浸”后，鈦主要以形式存在，寫出水解的的離子方程式_________________。

(3)沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結果如下表所示：

溫度/℃	30	35	40	45	50
轉化率/%	92	95	97	93	88

分析高于40℃時轉化率下降的原因_______________。

(4)中Ti的化合價為，其中過氧鍵的數目為_____________。

(5)濾液②中加入雙氧水和磷酸，反應生成的離子方程式為____________；若測得Fe3+沉淀完全后，溶液中為，則常溫下溶液的pH=______________。（已知的）

(6)從濾液②中得到沉淀之后，要對其進行洗滌、干燥，檢驗沉淀已經洗滌干凈的方法_________________________________________。

Answer 1

【答案】 溫度過高過氧化氫分解、氦水易揮發 4 3 取最后一次洗滌液少許于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀產生，說明已經洗滌干凈

【解析】

鈦鐵礦主要成分為，還含有少量、、等雜質，加鹽酸后不溶解，被過濾掉，鈦主要以形式存在，、變成Mg2+、Ca2+，Fe2+得濾液①，水解得濾液②中含有Fe2+ 、Mg2+、Ca2+和大量的Cl-，在酸性條件下，Fe2+被雙氧水氧化，得到。以此進行解答。

(1)根據化學式中元素化合價代數和為零計算中，Fe元素的化合價為+2價，答案：+2；

(2)“酸浸”后，鈦主要以形式存在， 能發生水解，的的離子方程式。答案：；

(3)低于40°C，轉化反應轉化率隨溫度升高而增加；超過40C雙氧水分解與氨氣逸出導致轉化反應轉化率下降；答案：溫度過高過氧化氫分解、氨水易揮發。

(4)中Ti的化合價為，Li為+1價，所以正化合價總和為22價，設表現-1價的氧原子為x個，表現-2價的氧原子為y個，根據化學式中元素化合價代數和為零x+2y=22；x+y=15，解得x=8，y=7，所以過氧鍵的數目為4，答案:4。

(5)濾液②中含有Fe2+，在酸性條件下，被雙氧水氧化成Fe3+，和磷酸根結合成沉淀，其反應的離子方程式為；若測得Fe3+沉淀完全后，溶液中為，根據沉淀溶解平衡原理可知：c3(OH-)===10-33，c(OH-)=10-11 mol/L，c(H+)=10-3mol/L, 則常溫下溶液的pH=3；答案：；3；

(6)因為濾液②中含有大量的Cl-，遇到硝酸酸化的硝酸銀溶液會有白色沉淀產生，所以得到沉淀之后，要對其進行洗滌、干燥，檢驗沉淀已經洗滌干凈的方法：取最后一次洗滌液少許于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀產生，說明已經洗滌干凈。答案：取最后一次洗滌液少許于試管中，加入硝酸酸化的硝酸銀溶液，若無白色沉淀產生，說明已經洗滌干凈。