Question

(14分)氮、磷及其化合物在科研及生產(chǎn)中均有著重要的應(yīng)用。

（1）某課外學(xué)習(xí)小組欲制備少量NO氣體，寫出鐵粉與足量稀硝酸反應(yīng)制備NO的離子方程式： 。

（2）LiFePO4是一種新型動(dòng)力鋰電池的電極材料。

①下圖為某LiFePO4電池充、放電時(shí)正極局部放大示意圖，寫出該電池放電時(shí)正極反應(yīng)方程式： 。

②將LiOH、FePO4·2H2O（米白色固體）與還原劑葡萄糖按一定計(jì)量數(shù)混合，在N2中高溫焙燒可制得鋰電池正極材料LiFePO4。焙燒過(guò)程中N2的作用是 ；實(shí)驗(yàn)室中以Fe3+為原料制得的FePO4·2H2O有時(shí)顯紅褐色，F(xiàn)ePO4·2H2O中混有的雜質(zhì)可能為 。

（3）磷及部分重要化合物的相互轉(zhuǎn)化如圖所示。

①步驟Ⅰ為白磷的工業(yè)生產(chǎn)方法之一，反應(yīng)在1300℃的高溫爐中進(jìn)行，其中SiO2的作用是用于造渣（CaSiO3），焦炭的作用是 。

②不慎將白磷沾到皮膚上，可用0.2mol/L CuSO4溶液沖洗，根據(jù)步驟Ⅱ可判斷，1mol CuSO4所能氧化的白磷的物質(zhì)的量為 。

③步驟Ⅲ中，反應(yīng)物的比例不同可獲得不同的產(chǎn)物，除Ca3(PO4)2外可能的產(chǎn)物還有 。

Answer 1

（1） Fe+4H+ +NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O（不配平扣1分）

（2）① Li++FePO4+e-=LiFePO4

② 防止生成的Fe2+在空氣中重新被氧化 Fe(OH)3（或氫氧化鐵）

（3）① 作還原劑 ② 0.05mol（不寫單位扣1分） ③Ca (H2PO4)2、CaHPO4（每點(diǎn)1分）

(每空2分，共14分)

【解析】

試題分析：（1）少量Fe與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸鐵和NO、水，離子方程式是Fe+4H+ +NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O；

（2）①由圖可知，放電時(shí)正極中FePO4得到電子，結(jié)合Li+，生成LiFePO4，所以放電時(shí)正極反應(yīng)式是Li++FePO4+e-=LiFePO4

②因?yàn)榭諝庵械难鯕庖装袻iFePO4中的亞鐵離子氧化為鐵離子，所以在氮?dú)獾姆諊�中�?lái)制取電極材料；實(shí)驗(yàn)室中以Fe3+為原料制得的FePO4·2H2O有時(shí)顯紅褐色，而氫氧化鐵的顏色為紅褐色，所以FePO4·2H2O中的雜質(zhì)可能是Fe(OH)3；

（3）①因?yàn)椴襟EI是生產(chǎn)白磷的反應(yīng)，二氧化硅用于造渣生產(chǎn)硅酸鈣，則焦炭的作用是將P元素還原出來(lái)，本身被氧化為CO，所以焦炭的作用是作還原劑；

②根據(jù)步驟II，白磷與硫酸銅溶液反應(yīng)生成Cu3P和磷酸，1mol硫酸銅轉(zhuǎn)化為Cu3P，得到1mol電子，則白磷中P元素的化合價(jià)升高到+5價(jià)，則可氧化P原子的物質(zhì)的量是0.2mol，白磷的分子式是P4，所以1mol硫酸銅可氧化白磷的物質(zhì)的量是0.2/4mol=0.05mol；

③磷酸是三元酸，氫氧化鈣的量不同得到的產(chǎn)物也不同，除生成Ca3(PO4)2正鹽外，還可能生成2種酸式鹽，Ca (H2PO4)2、CaHPO4。

考點(diǎn)：考查對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的分析判斷，氧化還原反應(yīng)中得失電子守恒規(guī)律的應(yīng)用，反應(yīng)產(chǎn)物的判斷