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(zhì))來(lái)制備，工藝流程如下：

回答下列問(wèn)題：

(1)Li2Ti5O15中Ti的化合價(jià)為+4，其中過(guò)氧鍵的數(shù)目為__________________。

(2)酸浸后，鈦主要以TOCl42-形式存在，寫(xiě)出相應(yīng)反應(yīng)的離子方程式_________________。

(3)甲組同學(xué)取2 mL FeCl2溶液，加入幾滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液變紅，說(shuō)明Cl2可將Fe2＋氧化。FeCl2溶液與氯水反應(yīng)的離子方程式為_________________________________________

丁組同學(xué)向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________；

(4)＋6價(jià)鉻的化合物毒性較大，常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3＋，反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________。

Answer 1

【答案】4 FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O 2Fe2++Cl2 = 2Fe3++2Cl 2Fe2++H2O2+2H+ = 2Fe3++2H2O Cr2O72-＋3HSO3-＋5H＋===2Cr3＋＋3SO42-＋4H2O

【解析】

（1）Li2Ti5O15中Li為+1價(jià)，O為-2價(jià)，Ti為+4價(jià)，過(guò)氧根(O22-)中氧元素顯-1價(jià)，設(shè)過(guò)氧鍵的數(shù)目為x，根據(jù)正負(fù)化合價(jià)代數(shù)和為0，可知(+1)×2+(+4)×5+(-2)×(15-2x)+(-1)×2x=0，解得：x=4，故答案為：4。

（2）“酸浸”時(shí)用鹽酸溶解FeTiO3生成TiOCl42時(shí)，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為FeTiO3+4H++4Cl＝Fe2++TiOCl42+2H2O，故答案為：FeTiO3+4H++4Cl＝Fe2++TiOCl42+2H2O。

（3）氯氣具有氧化性能氧化氯化亞鐵為氯化鐵，反應(yīng)的離子方程式為：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-；向盛有H2O2溶液的試管中加入幾滴酸化的FeCl2溶液，溶液變成棕黃色，說(shuō)明過(guò)氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，反應(yīng)的離子方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，故答案為：Cl2+2Fe2+=2Fe3++2Cl-，2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

（4）用NaHSO3將廢液中的Cr2O72-還原成Cr3+，Cr元素的化合價(jià)降低，則S元素的化合價(jià)升高，生成硫酸根離子，由電荷、電子守恒及原子守恒可知離子反應(yīng)為5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O，故答案為：5H++Cr2O72-+3HSO3-=2Cr3++3SO42-+4H2O。