Question

【题目】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：

下列说法不正确的是

A.“酸浸”后，若钛主要以TiOCl42-形式存在，则相应反应的离子方程式可表示为：FeTiO3＋4H+＋4Cl－＝Fe2+＋TiOCl42－＋2H2O

B.若Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，则其中过氧键的数目为3个

C.“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式可表示为：2FePO4+Li2CO3+H2C2O42LiFeO4+H2O↑+3CO2↑

D.TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如表所示：

温度/℃	30	35	40	45	50
TiO2·xH2O转化率/%	92	95	97	93	88

可知，40℃前，未达到平衡状态，随着温度升高，转化率变大

Answer 1

【答案】B

【解析】

利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备Li4Ti5O12和LiFePO4，根据制备流程可知，加入盐酸过滤后滤渣为SiO2，滤液①中含有Mg2+、Fe2+、TiOCl42-，水解后过滤，沉淀为TiO2xH2O，经过一系列转化为最终转化为Li4Ti5O12．滤液②中加入双氧水，将亚铁离子被氧化，在磷酸的作用下转化为磷酸铁，通过高温煅烧最终转化为LiFePO4，据此分析解答。

A．“酸浸”后，若钛主要以TiOCl42-形式存在，Ti的化合价为+4价，反应前后没有化合价的变化，是非氧化还原反应，因此相应反应的离子方程式可表示为：FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O，故A正确；

B．Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，Li的化合价是+1价，由化合价代数和为0可知，氧元素的负价代数和为22，设其中过氧键的数目为x个，则2x+(15-2x)×2=22，解得x=4，故B错误；

C．根据以上分析可知“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4，反应中铁的化合价由+3价降低到+2价，H2C2O4有还原性，其中碳的化合价应由+3价升高到+4价，故化学方程式可表示为：2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2↑，故C正确；

D．根据表中数据可知，40oC时，TiO2·xH2O转化率最高，因低于40oC时，反应未达到平衡状态，TiO2xH2O转化率随温度升高而增加，超过40oC时，双氧水分解和氨气的逸出速率加快，导致TiO2xH2O转化率下降，故D正确；

故选B。