Question

(14分)氮、磷及其化合物在科研及生产中均有着重要的应用。

（1）某课外学习小组欲制备少量NO气体，写出铁粉与足量稀硝酸反应制备NO的离子方程式： 。

（2）LiFePO4是一种新型动力锂电池的电极材料。

①下图为某LiFePO4电池充、放电时正极局部放大示意图，写出该电池放电时正极反应方程式： 。

②将LiOH、FePO4·2H2O（米白色固体）与还原剂葡萄糖按一定计量数混合，在N2中高温焙烧可制得锂电池正极材料LiFePO4。焙烧过程中N2的作用是 ；实验室中以Fe3+为原料制得的FePO4·2H2O有时显红褐色，FePO4·2H2O中混有的杂质可能为 。

（3）磷及部分重要化合物的相互转化如图所示。

①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一，反应在1300℃的高温炉中进行，其中SiO2的作用是用于造渣（CaSiO3），焦炭的作用是 。

②不慎将白磷沾到皮肤上，可用0.2mol/L CuSO4溶液冲洗，根据步骤Ⅱ可判断，1mol CuSO4所能氧化的白磷的物质的量为 。

③步骤Ⅲ中，反应物的比例不同可获得不同的产物，除Ca3(PO4)2外可能的产物还有 。

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+在空气中重新被氧化 Fe(OH)3（或氢氧化铁）

（3）① 作还原剂 ② 0.05mol（不写单位扣1分） ③Ca (H2PO4)2、CaHPO4（每点1分）

(每空2分，共14分)

【解析】

试题分析：（1）少量Fe与稀硝酸反应生成硝酸铁和NO、水，离子方程式是Fe+4H+ +NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O；

（2）①由图可知，放电时正极中FePO4得到电子，结合Li+，生成LiFePO4，所以放电时正极反应式是Li++FePO4+e-=LiFePO4

②因为空气中的氧气易把LiFePO4中的亚铁离子氧化为铁离子，所以在氮气的氛围中来制取电极材料；实验室中以Fe3+为原料制得的FePO4·2H2O有时显红褐色，而氢氧化铁的颜色为红褐色，所以FePO4·2H2O中的杂质可能是Fe(OH)3；

（3）①因为步骤I是生产白磷的反应，二氧化硅用于造渣生产硅酸钙，则焦炭的作用是将P元素还原出来，本身被氧化为CO，所以焦炭的作用是作还原剂；

②根据步骤II，白磷与硫酸铜溶液反应生成Cu3P和磷酸，1mol硫酸铜转化为Cu3P，得到1mol电子，则白磷中P元素的化合价升高到+5价，则可氧化P原子的物质的量是0.2mol，白磷的分子式是P4，所以1mol硫酸铜可氧化白磷的物质的量是0.2/4mol=0.05mol；

③磷酸是三元酸，氢氧化钙的量不同得到的产物也不同，除生成Ca3(PO4)2正盐外，还可能生成2种酸式盐，Ca (H2PO4)2、CaHPO4。

考点：考查对物质性质的分析判断，氧化还原反应中得失电子守恒规律的应用，反应产物的判断