Question

【題目】Li4Ti5O12和LiFePO4都是鋰離子電池的電極材料，可利用鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質）來制備，工藝流程如下：

下列說法不正確的是

A.“酸浸”后，若鈦主要以TiOCl42-形式存在，則相應反應的離子方程式可表示為：FeTiO3＋4H+＋4Cl－＝Fe2+＋TiOCl42－＋2H2O

B.若Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，則其中過氧鍵的數目為3個

C.“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式可表示為：2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFeO4+H2O↑+3CO2↑

D.TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結果如表所示：

溫度/℃	30	35	40	45	50
TiO2·xH2O轉化率/%	92	95	97	93	88

可知，40℃前，未達到平衡狀態，隨著溫度升高，轉化率變大

Answer 1

【答案】B

【解析】

利用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3，還含有少量MgO、SiO2等雜質)來制備Li4Ti5O12和LiFePO4，根據制備流程可知，加入鹽酸過濾后濾渣為SiO2，濾液①中含有Mg2+、Fe2+、TiOCl42-，水解后過濾，沉淀為TiO2xH2O，經過一系列轉化為最終轉化為Li4Ti5O12．濾液②中加入雙氧水，將亞鐵離子被氧化，在磷酸的作用下轉化為磷酸鐵，通過高溫煅燒最終轉化為LiFePO4，據此分析解答。

A．“酸浸”后，若鈦主要以TiOCl42-形式存在，Ti的化合價為+4價，反應前后沒有化合價的變化，是非氧化還原反應，因此相應反應的離子方程式可表示為：FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O，故A正確；

B．Li2Ti5O15中Ti的化合價為+4，Li的化合價是+1價，由化合價代數和為0可知，氧元素的負價代數和為22，設其中過氧鍵的數目為x個，則2x+(15-2x)×2=22，解得x=4，故B錯誤；

C．根據以上分析可知“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4，反應中鐵的化合價由+3價降低到+2價，H2C2O4有還原性，其中碳的化合價應由+3價升高到+4價，故化學方程式可表示為：2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2↑，故C正確；

D．根據表中數據可知，40oC時，TiO2·xH2O轉化率最高，因低于40oC時，反應未達到平衡狀態，TiO2xH2O轉化率隨溫度升高而增加，超過40oC時，雙氧水分解和氨氣的逸出速率加快，導致TiO2xH2O轉化率下降，故D正確；

故選B。