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高中化学
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综合题
1.
(2023·上饶模拟)
以钛铁矿(主要成分为FeO·TiO
2
, 还含有MgO、CaO、SiO
2
等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li
4
Ti
5
O
12
)和磷酸亚铁锂(LiFePO
4
)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1) “溶浸”后溶液中的滤渣主要为
(填化学式)。“滤液”中TiOCl
+
经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以TiO
2
·2H
2
O形式存在)。写出上述转变的化学方程式:
。
(2) “溶钛”过程反应温度不能太高,其原因是
。
(3) “沉铁”步骤反应的化学方程式为
,“沉铁”后的滤液经处理后可返回
工序循环利用。
(4) “煅烧”制备LiFePO
4
过程中,Li
2
CO
3
和H
2
C
2
O
4
的理论投入量的物质的量之比为
。
(5) 从废旧LiFePO
4
电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO
4
电极,测得浸取液中c(Li
+
)=4mol·L
-1
, 加入等体积的碳酸钠溶液将Li
+
转化为Li
2
CO
3
沉淀,若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,则反应后的溶液中
的浓度为
mol·L
-1
[已知Ksp(Li
2
CO
3
)=2.8×10
-3
, 假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和。
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