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+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑

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

D.TiO2 ·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應40min所得實驗結果如上表所示, 40 oC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＋、Ti4＋,水解后過濾，沉淀為TiO2·xH2O，經過一系列轉化為最終轉化為Li4Ti5O12。濾液②中加入雙氧水亞鐵離子被氧化，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，據此解答。

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

C. 根據以上分析可知“高溫煅燒②”中由FePO4制備LiFePO4的化學方程式可表示為：2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFePO4+H2O+3CO2↑，C正確；

D. 根據表中數據可知40oC時轉化量最高，因低于40oC時TiO2·xH2O轉化反應速率隨溫度升高而增加，超過40oC雙氧水分解和氨氣逸出導致TiO2·xH2O轉化反應速率下降，D正確；

答案選B。