以废旧磷酸亚铁锂正极材料(主要成分为LiFePO4，含炭黑、铝等杂质)为原料可制备LiOH...

以废旧磷酸亚铁锂正极材料(主要成分为LiFePO4，含炭黑、铝等杂质)为原料可制备LiOH溶液和FePO4。

(1)“除铝”时反应的离子方程式为______________________________。

(2)试从沉淀溶解平衡移动的角度解释“浸取时加入H2O2、稀盐酸”可促进LiFePO4溶解的原因：______。

(3)“浸取”所得滤液中，磷元素的存在形式主要是________(填字母)。

a. PO 　　　　b. H3PO4　　　　c. H2PO

(4)“沉铁”时铁、磷的沉淀率随溶液pH的变化如图1所示。pH＞2.5后磷元素的沉淀率逐渐下降，原因是_____________________。

(5)“电解”制备LiOH的原理如图2所示，装置中使用阳离子交换膜将电解槽隔成阳极室和阴极室的目的是________________________________________。

(6)LiOH和(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4反应得到LiFePO4、NH4HSO4。写出该反应的化学方程式：__________________。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。一种回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片（主要成分LiFePO4、炭黑和铝箔）中金属的流程如下：

（1）步骤①中“碱溶”反应的化学方程式为_____。

（2）步骤②中反应的离子方程式为_____。若用H2O2代替HNO3，其优点是_____。

（3）步骤③沉淀的主要成分是_____。

（4）步骤④中生成含Li沉淀_____（填“能”或“不能”）用硫酸钠代替碳酸钠，原因是_____。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片（磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等）可再生利用，其工艺流程如下：

已知：碳酸锂在水中的溶解度，0℃时为1.54g，90℃时为0.85g，100℃时为0.71g。

（1）上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

（2）“氧化”发生反应的离子方程式为__________；若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。

（3）①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下，在Fe(OH)3悬浊液中，当溶液的pH=3.0时，Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中，“调节pH”生成沉淀时，溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表：

则最佳的沉淀pH=________。

（4）“沉锂" 时的温度应选（填标号）______为宜，并用___洗涤（填“热水" 或“冷水"）。

a．90℃　　　　　　　　 b．60 ℃　　　　　　　　 c．30 ℃　　　　　　　　　　 d．0 ℃

（5）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池放电时正极的电极反应式为________。

（6）工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4，该反应的化学方程式为________

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

磷酸亚铁锂（LiFePO4）电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片（磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等）可再生利用，其工艺流程如下：

已知：碳酸锂在水中的溶解度，0℃时为1.54g，90℃时为0.85g，100℃时为0.71g。

（1）上述流程中至少需要经过______次过滤操作。

（2）“氧化”发生反应的离子方程式为__________；若用HNO3代替H2O2不足之处是_____。

（3）①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下，在Fe(OH)3悬浊液中，当溶液的pH=3.0时，Fe3+的浓度为________mol/L。

②实际生产过程中，“调节pH”生成沉淀时，溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如下表：

则最佳的沉淀pH=________。

（4）“沉锂" 时的温度应选（填标号）______为宜，并用___洗涤（填“热水" 或“冷水"）。

a．90℃　　　　　　　　 b．60 ℃　　　　　　　　 c．30 ℃　　　　　　　　　　 d．0 ℃

（5）磷酸亚铁锂电池在工作时，正极发生LiFePO4和FePO4的转化，该电池放电时正极的电极反应式为________。

（6）工业上可以用FePO4、Li2CO3和H2C2O4作原料高温焙烧制备 LiFePO4，该反应的化学方程式为________

高三化学工业流程困难题查看答案及解析

以经预处理的废旧磷酸亚铁锂电极（主要成分为LiFePO4、 Al、C)为原料，生产Li2CO3 　 的部分工艺流程如下：

已知：LiFePO4难溶于水和碱性溶液，可溶于酸性溶液。Li2CO3溶于稀酸，微溶于水。下列说法不正确的是

A.滤渣2的主要成分为C

B.溶解时发生反应的离子反应方程式：2LiFePO4+2H++H2O2=2Li++2Fe3++ 2+ 2H2O

C.向过滤3的滤液中加入饱和Na2CO3溶液即可生成Li2CO3沉淀

D.已知将Li2CO3、FePO4•x H2O、H2C2O4 混合反应可重新获得LiFePO4，理论上完全反应消耗的n(Li2CO3):n(FePO4•x H2O):n(H2C2O4)=1:2:1

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

近年来，FePO4作为制备锂离子电池正极材料LiFePO4的重要原料而成为研究热点。一种以FeCl3、H3PO4、氨水为主要原料制备FePO4的流程如下图。

已知：H3PO4是弱电解质　　　　

(1)将FeCl3溶液与H3PO4溶液按混合，没有明显现象，逐渐滴加氨水至pH = 1.5左右，生成FePO4·2H2O沉淀。

①操作a为______。

②生成FePO4·2H2O的离子方程式是______。

③控制氨水用量，避免因pH偏高而产生______杂质。

(2)测定产物样品中铁元素的质量分数，主要步骤如下：

i．取a g样品，加入过量盐酸充分溶解，再滴加SnCl2(还原剂)至溶液呈浅黄色；

ii．加入TiCl3，恰好将i中残余的少量Fe3+还原为Fe2+；

iii．用c mol·L–1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+，消耗v mLK2Cr2O7标准溶液。

①将步骤iii的离子方程式补充完整：

____+____Fe2++___=____Cr3++____Fe3++____；

②产物中铁元素的质量分数为_____。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂LiTi5012和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O

(I)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是　　　　　　　　 。

（2）滤渣A的成分是____　　　　 。滤渣A的熔点大于干冰的原因是　　　　　　　　 。

（3）滤液B中TiOCI42-转化生成Ti02的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　 。

（4）由滤液D制备LiFeP04的过程中，所需17%双氧水与H2C204的质量比是　　　　　　 。

（5）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂(LiFePO4)作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12+3LiFePO4LiTi5012+3FePO4。该电池充电时阳极反应　　　　　　　　　　　　 .

高三化学推断题简单题查看答案及解析

废弃锂离子电池的资源化处理日益重要。从废旧磷酸铁锂电池的正极材料（含LiFePO4、石墨粉和铝箔等）中综合回收锂、铁和磷等的工艺流程如图所示：

有关数据：25℃时，Ksp(FePO4)=1.3×10-22、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。

回答下列问题：

（1）“溶浸1”中铝溶解的化学方程式为___。

（2）完成“溶浸2”反应的离子方程式___：

LiFePO4+H2O2+　　 =Li++　　 +H2PO4-+H2O

（3）“滤渣2”的主要成分是___。

（4）“滤液2”循环两次的目的是___。

（5）“沉铁、磷”时，析出FePO4沉淀，反应的离子方程式为__。实验中，铁、磷的沉淀率结果如图所示。碳酸钠浓度大于30%后，铁沉淀率仍然升高，磷沉淀率明显降低，其可能原因是___。

（6）“沉淀转化”反应：FePO4+3OH-⇌Fe(OH)3+PO43-。用此反应的化学平衡常数说明转化能否完全___？

（7）为了充分沉淀，“沉锂”时所用的X和适宜温度是___（填标号）。

A.NaOH20-40℃　　　　 B.NaOH80-100℃

C.Na2CO320-40℃　　　　 D.Na2CO360-80℃

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

（14分）钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO·TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl—= Fe2++ TiOCl42—+2H2O

（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是_______。

（2）滤渣A的成分是_______。

（3）滤液B中TiOCl42－和水反应转化生成TiO2的离子方程式是_______　　　　　　 。

（4）反应②中固体TiO2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所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因_　　　　　　　 。

（5）反应③的化学方程式是　　　　　　　 。

（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是_______。

（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：

Li4Ti5O12 + 3LiFePO4Li7Ti5O12 + 3FePO4 该电池充电时阳极反应式是： 　　 　 。

高三化学实验题极难题查看答案及解析

（12 分）钛铁矿的主要成分为FeTiO3(可表示为FeO·TiO2)，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质。利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料(钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4)的工业流程如下图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3＋4H＋＋4Cl－===Fe2＋＋TiOCl42－＋2H2O。

（1）若在实验室中煅烧固体混合物，会用到多种硅酸盐质的仪器，除玻璃棒、酒精灯、泥三角外，还有　　　　　 (填仪器名称)。流程中多次涉及沉淀，则洗涤沉淀的方法是　　　　　 。

（2）生产中利用滤渣A制备半导体的反应是　　　　　 。

（3）滤液B中TiOCl42－转化生成TiO2的离子方程式是　　　　　 。

（4）反应②中固体TiO2转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度有关，反应温度过高时，Ti元素浸出率会下降，其原因是　　　　　 。

（5）写出由滤液D生成FePO4的离子方程式　　　　　 。由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需双氧水与H2C2O4的物质的量比是　　　　　 。

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