LiFePO4可作為新型鋰離子電池的正極材料。以鈦鐵礦（主要成分為FeTiO3、Fe2O3及少量CuO、SiO2雜質(zhì)）為主要原料生產(chǎn)TiOSO4，同時(shí)得到的綠礬（FeSO4?7H2O）與磷酸和LiOH反應(yīng)可制備 LiFePO4，LiFePO4的制備流程如圖所示：
請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）酸溶時(shí) FeTiO3與硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為 FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2OFeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O。
（2）①加鐵屑還原的目的是 把Fe3+還原為Fe2+，置換出銅把Fe3+還原為Fe2+，置換出銅，②過(guò)濾前需要檢驗(yàn)還原是否完全，其實(shí)驗(yàn)操作可描述為 取少量反應(yīng)液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，如果溶液變紅色，說(shuō)明還原沒(méi)有完全，如果溶液不變紅色，說(shuō)明還原已經(jīng)完全取少量反應(yīng)液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，如果溶液變紅色，說(shuō)明還原沒(méi)有完全，如果溶液不變紅色，說(shuō)明還原已經(jīng)完全。
（3）①“反應(yīng)”需要按照一定的順序加入FeSO4溶液、磷酸和LiOH，其加入順序應(yīng)為 磷酸、FeSO4溶液、LiOH磷酸、FeSO4溶液、LiOH，②其理由是 先加磷酸，在酸性環(huán)境既可以抑制亞鐵離子的水解、氧化，又可避免生成Fe（OH）2沉淀先加磷酸，在酸性環(huán)境既可以抑制亞鐵離子的水解、氧化，又可避免生成Fe（OH）2沉淀。
（4）濾渣中的銅提純后可用于制取Cu2O，Cu2O是一種半導(dǎo)體材料，基于綠色化學(xué)理念設(shè)計(jì)的制取Cu2O的電解池示意圖如下，電解總反應(yīng)：2Cu+H2O 電解 Cu2O+H2↑．則該裝置中銅電極應(yīng)連接直流電源的 正正極，石墨電極的電極反應(yīng)式為 2H2O+2e-=2OH-+H2↑（或2H++2e-=H2↑）2H2O+2e-=2OH-+H2↑（或2H++2e-=H2↑），當(dāng)有0.1mol Cu2O生成時(shí)電路中轉(zhuǎn)移 0.20.2mol電子。
電解
【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)；電解原理．
【答案】FeTiO3+2H2SO4=FeSO4+TiOSO4+2H2O；把Fe3+還原為Fe2+，置換出銅；取少量反應(yīng)液于試管中，加入幾滴KSCN溶液，如果溶液變紅色，說(shuō)明還原沒(méi)有完全，如果溶液不變紅色，說(shuō)明還原已經(jīng)完全；磷酸、FeSO4溶液、LiOH；先加磷酸，在酸性環(huán)境既可以抑制亞鐵離子的水解、氧化，又可避免生成Fe（OH）2沉淀；正；2H2O+2e-=2OH-+H2↑（或2H++2e-=H2↑）；0.2
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：122引用：5難度：0.5
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1．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則操作B是．
（5）煅燒A的反應(yīng)方程式是．
（6）a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：5引用：1難度：0.5 -
2．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如圖：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是；當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．
（5）a g燒渣經(jīng)過(guò)上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%，則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)不低于（用含a、b的表達(dá)式表示）．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：114引用：4難度：0.5 -
3．硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過(guò)程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣（主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等雜質(zhì)）．用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下：
（1）在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有．
（2）“酸浸”時(shí)間一般不超過(guò)20min,若在空氣中酸浸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，溶液中Fe2+含量將下降，其原因是（用離子方程式表示）．
（3）根據(jù)下表數(shù)據(jù)：
在“除雜”步驟中，為除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值應(yīng)小于氫氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 開(kāi)始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常溫下，當(dāng)pH=5時(shí)，溶液中c（Al3+）=mol?L-1（已知常溫下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀，則A的操作是．發(fā)布：2025/1/19 8:0:1組卷：12引用：1難度：0.5
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