鈦*鋰電池應用廣泛，電池放電後負極材料主要含有Li4Ti5O12、鋁箔及少量Fe，可通過下列工藝流程回收鈦、鋰...

問題詳情：

鈦*鋰電池應用廣泛， 電池放電後負極材料主要含有Li4Ti5O12、 鋁箔及少量Fe， 可通過下列工藝流程回收鈦、 鋰。回答下列問題：

(1) Li4Ti5O12中， Ti元素的化合價為___， 濾液1中含金屬的*離子是___(填離子符號)。

(2) *浸時 Li4Ti5O12發生的反應是： Li4Ti5O12+7H2SO4+5H2O2＝2Li2SO4+5SO4+7H2O， 該反應是否屬於氧化還原反應？___(填 “是” 或 “否”)； 濾渣1是___。

(3) 向SO4溶液中加入Na2SO3溶液發生反應的離子方程式為___。

(4) 向TiOSO4溶液中通入NH3發生反應的離子方程式為___。

(5) 沉澱TiO(OH)2用蒸餾水洗滌的目的是___。

(6) 萃取時， 溫度對萃取率的影響如圖所示。由圖分析知實驗時選擇在常溫下進行即可， 理由是__。

(7)“萃取” 和 “反萃取” 可簡單表示為：2+＋2(HA)2(HA2)2＋2H+，則反萃取過程中加入的試劑X是___。

【回答】

+4    AlO2－或Al(OH)4 －    否    Fe(OH)3        TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+    除去沉澱表面硫*鹽雜質    因常溫下鈦的萃取率已經比較高(90%以上)，溫度升高對萃取率的增加幅度很小，所以不必升溫    H2SO4   

【分析】

由流程圖可知，鈦*鋰電池放電後負極材料主要含有Li4Ti5O12、 鋁箔及少量Fe，加入*氧化*溶液鹼浸，鋁箔溶於*氧化*溶液生成偏鋁**和*氣，其他成分不溶於鹼，過濾後濾液含有偏鋁**溶液；鹼浸後的固體加入硫*和過氧化**浸氧化，Fe轉化為Fe3+，加入*氧化*溶液調pH生成Fe(OH)3沉澱過濾除去，*浸時 Li4Ti5O12發生的反應是： ，經萃取和反萃取得到TiO(H2O2)SO4，水相中加入碳**溶液得到Li2CO3沉澱；在TiO(H2O2)SO4溶液中加入亞硫**溶液還原得到TiOSO4，再通入氨氣產生TiO(O H)2沉澱，過濾後經蒸餾水洗去表面吸附的硫*鹽，再經乾燥、煅燒得到奈米TiO2，據此分析解答。

【詳解】

(1) Li4Ti5O12中，Li為+1價，O為-2價，則 Ti元素的化合價為（122-1）5=+4；根據以上分析，鹼浸時鋁箔溶於*氧化*溶液生成偏鋁**，過濾後濾液含有偏鋁**溶液，所以濾液1中含金屬的*離子是AlO2－，

因此，本題正確*是：+4；AlO2－；

(2) 由反應方程式 ， 可知，反應前後元素化合價沒發生變化，所以該反應不是氧化還原反應；

鹼浸後的固體加入硫*和過氧化**浸氧化，Fe轉化為Fe3+，加入*氧化*溶液調pH生成Fe(OH)3沉澱過濾除去，故濾渣1是Fe(OH)3，

因此，本題正確*是：否；Fe(OH)3；

(3) SO4與Na2SO3溶液發生氧化還原反應，反應的離子方程式為2++SO32－=TiO2++SO42－+H2O，

因此，本題正確*是：2++SO32－=TiO2++SO42－+H2O；

(4) 由流程可知，TiOSO4溶液中通入NH3發生反應生成TiO(OH)2沉澱，反應的離子方程式為TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+，

因此，本題正確*是：TiO2++2NH3+ 2H2O=TiO(OH)2↓+2NH4+ ；

(5) 沉澱TiO(OH)2表面會吸附溶液中的硫*鹽，所以要用蒸餾水洗滌除去雜質，

因此，本題正確*是：除去沉澱表面硫*鹽雜質；

(6) 由溫度對萃取率的影響圖可知，常溫下鈦的萃取率已經比較高(90%以上)，溫度升高對萃取率的增加幅度很小，所以不必升溫，實驗時選擇在常溫下進行即可，

因此，本題正確*是：因常溫下鈦的萃取率已經比較高(90%以上)，溫度升高對萃取率的增加幅度很小，所以不必升溫；

(7) 2+＋2(HA)2(HA2)2＋2H+，根據平衡移動原理，反萃取過程是使平衡逆向移動，可以採取增大生成物濃度得方法，即增大*離子濃度，加入的試劑X是H2SO4，

因此，本題正確*是：H2SO4。

知識點：氧化還原反應方程式的配平

題型：綜合題