Question

【题目】钛铁矿主要成分为FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等杂质），Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

（1）钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是___________________。

（2）过程①中反应的离子方程式是： FeTiO3 + 4H++ 4Cl－== Fe2+ + TiOCl42－+ 2H2O、_______。

（3）过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是___________________。

（4）过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图2所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。

（5）在滤液B转化为FePO4沉淀过程中发生以下反应，请配平：

Fe2+ +_____ + H3PO4 ===FePO4 + ____ + _____

（6）过程③中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

Answer 1

【答案】 增大反应物接触面积，加快反应速率。 MgO+2H+====Mg2++H2O 100℃ 3小时 温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降 2Fe2++ H2O2+ 2H3PO4 == 2FePO4 + 4H++ 2H2O 2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ 3CO2↑+ H2O

【解析】（1）钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，以增大反应物接触面积，加快反应速率；（2）过程①中铁钛矿中FeTiO3及MgO与盐酸反应，反应的离子方程式是： FeTiO3 + 4H++ 4Cl－== Fe2+ + TiOCl42－+ 2H2O、MgO+2H+====Mg2++H2O；（3）过程①中，铁的浸出率结果如图1所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是100℃ 3小时；（4）反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是温度过高，双氧水分解与氨气逸出导致Ti元素浸出率下降；（5）在滤液B转化为FePO4沉淀，过程中亚铁离子被氧化为铁离子，同时溶液酸性增强，发生反应为：2Fe2++ H2O2+ 2H3PO4 == 2FePO4 + 4H++ 2H2O；（6）过程③中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式是2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ 3CO2↑+ H2O。