Question

【题目】新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用。Li2FeSiO4是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料，在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用。其中一种制备Li2FeSiO4的方法为：固相法：2Li2SiO3+FeSO4Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2

某学习小组按如下实验流程制备Li2FeSiO4并测定所得产品中Li2FeSiO4的含量。

实验(一)制备流程：

实验(二)Li2FeSiO4含量测定：

从仪器B中取20.00mL溶液至锥形瓶中，另取0.2000mol·Lˉ1的酸性KMnO4标准溶液装入仪器C中，用氧化还原滴定法测定Fe2+含量。相关反应为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应。经4次滴定，每次消耗KMnO4溶液的体积如下：

实验序号	1	2	3	4
消耗KMnO4溶液体积	20.00mL	19.98mL	21.38mL	20.02mL

（1）实验(二)中的仪器名称：仪器B__，仪器C__。

（2）制备Li2FeSiO4时必须在惰性气体氛围中进行，其原因是__。

（3）操作Ⅱ的步骤__，在操作Ⅰ时，所需用到的玻璃仪器中，除了普通漏斗、烧杯外，还需__。

（4）还原剂A可用SO2，写出该反应的离子方程式__，此时后续处理的主要目的是__。

（5）滴定终点时现象为__；根据滴定结果，可确定产品中Li2FeSiO4的质量分数为_。

Answer 1

【答案】100mL容量瓶 酸式滴定管 防止Fe2+被氧化 蒸发浓缩、降温结晶 玻璃棒 2Fe3++2H2O+SO2= SO42-+2Fe2++4H+ 除去过量的SO2，以免影响Fe2+的测定 溶液变为浅红色，且半分钟内不变色 81%

【解析】

（1）实验(二)中，仪器B在配制100mL溶液时定容；滴定实验用滴定管；

（2）Fe2+易被氧化；

（3）操作Ⅱ是从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体；操作Ⅰ是过滤，根据过滤装置回答；

（4）还原剂SO2的作用是把Fe3+还原为Fe2+；SO2能被高锰酸钾氧化；

（5）滴定终点时，滴入的最后一滴高锰酸钾溶于剩余；根据MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O计算Li2FeSiO4的质量分数。

（1）实验(二)中，仪器B在配制100mL溶液时定容，仪器B的名称是100mL容量瓶；滴定实验用滴定管，高锰酸钾溶液盛装在酸式滴定管中，仪器C是酸式滴定管；

（2）Fe2+易被氧化为Fe3+，所以实验制备Li2FeSiO4时在惰性气体氛围中进行；

（3）操作Ⅱ是从硫酸亚铁溶液中获得硫酸亚铁晶体，操作Ⅱ的步骤蒸发结晶；操作Ⅰ是过滤，根据过滤装置，需用到的玻璃仪器中，除了普通漏斗、烧杯外，还需玻璃棒；

（4）还原剂SO2的作用是把Fe3+还原为Fe2+，根据得失电子守恒配平反应方程式是2Fe3++2H2O+SO2= SO42-+2Fe2++4H+；

（4）SO2具有还原性，能被高锰酸钾氧化，后续处理是除去过量的SO2，以免影响Fe2+的测定；

（5）滴定终点时，滴入的最后一滴高锰酸钾溶于剩余，现象为溶液变为浅红色，且半分钟内不变色；经4次滴定，第三次实验数据明显偏离正常误差范围，其余3次平均消耗KMnO4溶液的体积为20.00mL，每次实验消耗高锰酸钾的物质的量是0.02L×0.2mol·Lˉ1=0.004mol， 根据根据MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O得关系式5Li2FeSiO4～～～～KMnO4，产品中Li2FeSiO4的质量分数为 。