工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含有MgO、SiO2 等杂质]为原料，...

工业上以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3)，含有MgO、SiO2 等杂质]为原料，制备金属钛和铁红的工艺流程如下：已知：①酸溶时，FeTiO3转化为Fe2+和TiO2+；②本实验温度下，Ksp[Mg(OH)2]= 1.0×10-11；请回答下列问题：

(1)FeTiO3中Ti元素的化合价为_______价。铁红的用途为________________(任写一种)。

(2)“水解”中，发生反应的离子方程式为____________________________________________。

(3)“沉铁”中，气态产物的电子式为_________；该过程需控制反应温度低于35℃，原因为_____________。

(4)FeCO3转化为铁红时，发生反应的化学方程式为________________________________________。

(5)滤液3可用于制备Mg(OH)2。若滤液3 中c(Mg2+)=1.2×10-4 mol·L-1，向其中加入等浓度等体积的NaOH溶液时，通过计算说明有无沉淀生成______________________________(溶液体积近似叠加)。

(6)电解生产钛时用TiO2和石墨做电极，电解质为熔融的CaO，则阴极反应式为__________________。

高二化学综合题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-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下图所示。反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是_______________。

（5）反应③的化学方程式是__________________。

（6）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_____________________。

高二化学工业流程困难题查看答案及解析

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

回答下列问题:

(1)“酸浸”后，钛主要以TiOCl42-形式存在，写出相应反应的离子方程式_______。

(2)Li2Ti5O15中过氧键的数目为4，其中Ti的化合价为______。

(3)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe2+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L，此时_____(填“有”或“无”)Mg3(PO4)2沉淀生成。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-2、1.0×10-2。

(4)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式_________。

(5)TiO2·xH2O加热制得的粗TiO2是电解法生产金属钛的一种较先进的方法，电解液为某种可传导02-离子的熔融盐，原理如图所示，则其阴极电极反应为:_______，电解过程中阳极电极上会有气体生成，该气体可能含有____________。

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

“酸浸”后，钛主要以形式存在，若“滤液②”中c(Mg2＋)＝0.02 mol ·L－1，加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍)，使Fe3＋恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3＋)＝1.0×10－5mol·L－1，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？ 已知FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10－22、1.0×10－2 _____________(列式计算)。

高二化学计算题中等难度题查看答案及解析

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

回答下列问题：

（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。“酸浸”实验中为了提高酸浸的效率，除了升温还可以采取的措施有___________________（至少写两种）。

（2）“酸浸”后，“滤液①”钛主要以形式存在，写出其水解生成TiO2·xH2O的离子方程式__________________。

（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：

分析40 ℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。

（4）若“滤液②”中，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使恰好沉淀完全即溶液中，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？_____________（列式计算）。FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为。

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钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。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：

⑴钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是__________________________________。

⑵过程①中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是_________________________。

⑶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关系如图所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是_______________________。

⑷写出由滤液D生成FePO4的离子方程式_____________________________________________

⑸由流程图可知FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

高二化学工业流程简单题查看答案及解析

工业上利用硫铁矿烧渣（主要成分为Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）为原料制备高档颜料铁红(Fe₂O₃ )，具体生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）滤液X中含有的金属阳离子是________（填离子符号）。

（2）步骤Ⅲ中可选用________试剂调节溶液的pH（填字母）。

A．稀硝酸           B．氨水             C．氢氧化钠溶液      D．高锰酸钾溶液

（3）过滤操作中除了玻璃棒、烧杯还需要的玻璃仪器是________。

（4）步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是________。

（5）在空气中煅烧FeCO₃生成产品氧化铁的化学方程式为________。

高二化学实验题困难题查看答案及解析

磷酸铁（FePO4）为难溶于水的米白色固体，可用于制备药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。实验室利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质）制备磷酸铁和锂离子电池正极材料(LiFePO4)的部分工业流程如图所示：

（1）富钛渣中的主要成分为TiO2和　　　　 (填化学式)。煅烧得到LiFePO4的化学方程式为　　　 。

（2）在共沉淀步骤中加入H2O2的目的是让滤液中的Fe2＋完全被H2O2氧化。

①反应的离子方程式为　　　　　　　　　　 。

②下列实验条件控制正确的是　　 (填序号)。

A．加入适当过量的H2O2溶液　　　　　　　　 B．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌

C．加热，使反应在较高温度下进行　　　　　 D．用氨水调节pH=7

（3）已知Ca2+、Mg2+和Fe3+离子形成磷酸盐的Ksp分别为2.0×10-29、1.0×10-24和9.9×10-16，若溶液中三种金属阳离子的浓度均为0.1 mol·L-1，则加入H3PO4时首先生成沉淀的化学式为　　 。

（4）制备LiFePO4的过程中，理论上所需　 17%双氧水与H2C2O4·2H2O的质量比为　　 。

（5）钛铁矿中钛含量的测定步骤为：

①还原。将含钛试样溶解于强酸溶液中，再加入铝片将TiO2+还原为Ti3+，并将Fe3+还原。反应装置如图所示，使用封闭漏斗的目的是　　 。

②滴定。取下封闭漏斗，向锥形瓶中加入2~3滴KSCN溶液，立即用FeCl3 标准溶液滴定至终点，记录读数。

③计算。下列操作会导致测定结果偏低的是　　 。

a．还原操作结束后铝片有剩余

b．还原操作结束后，反应液仍呈黄色

c．缓慢滴定，且剧烈振荡锥形瓶，但无溶液溅出

高二化学填空题困难题查看答案及解析

软锰矿的主要成分是MnO2，还含有少量(Hg2+等)重金属化合物杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2，还含有SiO2和Al2O3等杂质。工业上采用同槽硫酸酸溶等工艺制备碳酸锰并回收硫酸铵，其主要流程如下：( 已知: Ksp[Al(OH) 3]=1 3×10-33，Ksp[Fe(OH) 3]=5.3×10-38，金属离子的浓度小于1×10-6视为沉淀完全。)

（1）为了提高锰元素的浸出率，在“浸取”时可采取的措施有：

①适当升高温度，②搅拌，③_________________等。

（2）流程“氧化”中加入MnO2与Fe2+发生反应的离子方程式为_________________。

（3）“滤渣2”中主要成分的化学式为_________________。

（4）流程“除重金属”时使用（NH4）2S而不使用Na2S的原因是_________________。

（5）流程“50℃碳化”得到碳酸锰，该反应的化学方程式为_________________。

（6）生成的碳酸锰产品需经充分洗涤，检验产品完全洗净的方法是_________________。

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工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO、SiO2)为原料制备高档颜料-----铁红(Fe2O3)，具体生产流程如下：

试回答下列问题：

（1）“酸溶”过程中Fe3O4发生反应的离子反应方程式为_____________________________；

（2）实验室实现“步骤Ⅱ”中分离操作所用的玻璃仪器有___________、玻璃棒和烧杯等；步骤Ⅳ中应选用______试剂调节溶液的pH(填字母编号)

A．稀硝酸　　　　 B．氢氧化钠溶液　　　　 C．高锰酸钾溶液　　　　 D．氨水

（3）检验步骤Ⅲ已经进行完全的试剂是________________；

（4）步骤Ⅴ的反应温度一般需控制在35℃以下，其目的是________________；

（5）步骤Ⅵ中发生反应的化学反应方程式为_____________________________；

（6）步骤Ⅴ中，FeCO3达到沉淀溶解平衡时，若室温下测得溶液的pH为8.5，c(Fe2+)=1×10-6 mol•L-1．试判断所得的FeCO3中是否含有Fe(OH)2__________(填“是”或“否”)，请通过简单计算说明理由__________________________(已知：Ksp[Fe(OH)2]=4.9×10-17)。

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