Question

新能源汽车的大力推广，带动锂电池材料的发展。我国科学家研发出利用钛铁矿（主要成分为，还含有少量、、等杂质）制备锂离子电极材料—和的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)中，Fe元素的化合价为____________。

(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在，写出水解的的离子方程式_________________。

(3)沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示：

温度/℃	30	35	40	45	50
转化率/%	92	95	97	93	88

分析高于40℃时转化率下降的原因_______________。

(4)中Ti的化合价为，其中过氧键的数目为_____________。

(5)滤液②中加入双氧水和磷酸，反应生成的离子方程式为____________；若测得Fe³⁺沉淀完全后，溶液中为，则常温下溶液的pH=______________。（已知的）

(6)从滤液②中得到沉淀之后，要对其进行洗涤、干燥，检验沉淀已经洗涤干净的方法_________________________________________。

Answer

温度过高过氧化氢分解、氦水易挥发 4 3 取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，说明已经洗涤干净

【解析】

钛铁矿主要成分为，还含有少量、、等杂质，加盐酸后不溶解，被过滤掉，钛主要以形式存在，、变成Mg2+、Ca2+，Fe2+得滤液①，水解得滤液②中含有Fe2+ 、Mg2+、Ca2+和大量的Cl-，在酸性条件下，Fe2+被双氧水氧化，得到。以此进行解答。

(1)根据化学式中元素化合价代数和为零计算中，Fe元素的化合价为+2价，答案：+2；

(2)“酸浸”后，钛主要以形式存在， 能发生水解，的的离子方程式。答案：；

 (3)低于 40°C，转化反应转化率随温度升高而增加；超过40C双氧水分解与氨气逸出导致转化反应转化率下降；答案：温度过高过氧化氢分解、氨水易挥发。

(4)中Ti的化合价为，Li为+1价，所以正化合价总和为22价，设表现-1价的氧原子为x个，表现-2价的氧原子为y个，根据化学式中元素化合价代数和为零x+2y=22；x+y=15，解得x=8，y=7，所以过氧键的数目为4，答案:4。

(5)滤液②中含有Fe2+，在酸性条件下，被双氧水氧化成Fe3+，和磷酸根结合成沉淀，其反应的离子方程式为；若测得Fe3+沉淀完全后，溶液中为，根据沉淀溶解平衡原理可知：c3(OH-)===10-33，c(OH-)=10-11 mol/L，c(H+)=10-3mol/L, 则常温下溶液的pH=3；答案：；3；

 (6)因为滤液②中含有大量的Cl-，遇到硝酸酸化的硝酸银溶液会有白色沉淀产生，所以得到沉淀之后，要对其进行洗涤、干燥，检验沉淀已经洗涤干净的方法：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，说明已经洗涤干净。答案：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无白色沉淀产生，说明已经洗涤干净。