Question

【題目】磷酸鐵（FePO42H2O，難溶于水的米白色固體）可用于生產藥物、食品添加劑和鋰離子電池的正極材料．實驗室可通過下列實驗制備磷酸鐵．
（1）稱取一定量已除去油污的廢鐵屑，加入稍過量的稀硫酸，加熱、攪拌，反應一段時間后過濾．反應加熱的目的是 ．
（2）向濾液中加入一定量H2O2氧化Fe2+ ． 為確定加入H2O2的量，需先用K2Cr2O7標準溶液滴定濾液中的Fe2+ ， 離子方程式如下：Cr2O72﹣+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
①在向滴定管中注入K2Cr2O7標準溶液前，滴定管需要檢漏、和 ．
②若滴定x mL濾液中的Fe2+ ， 消耗a molL﹣1K2Cr2O7標準溶液b mL，則濾液中c（Fe2+）=molL﹣1 ．
③為使濾液中的Fe2+完全被H2O2氧化，下列實驗條件控制正確的是（填選項字母）．
A．加入適當過量的H2O2溶液 B．緩慢滴加H2O2溶液并攪拌
C．加熱，使反應在較高溫度下進行 D．用氨水調節溶液pH=7
（3）將一定量的Na2HPO4溶液（溶液顯堿性）加入含有Fe3+的溶液中，攪拌、過濾、洗滌、干燥得到FePO42H2O．若反應得到的FePO42H2O固體呈棕黃色，則磷酸鐵中混有的雜質可能為 ．
（4）磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰電池，總反應為FePO4+Li LiFePO4 ， 電池中的固體電解質可傳導離子，放電時，正極反應為： ．

Answer 1

【答案】
（1）加快Fe和稀硫酸的反應速率
（2）用蒸餾水洗凈；用K2Cr2O7標準溶液潤洗2﹣3次；；AB
（3）Fe（OH）3
（4）FePO4+Li++e﹣═LiFePO4
【解析】解：（1）溫度越高，反應速率越快，所以反應加熱的目的是加快鐵與稀硫酸反應速率；所以答案是：加快Fe和稀硫酸的反應速率；（2）①滴定管在使用前要檢漏、洗滌、用K2Cr2O7標準溶液潤洗2﹣3次，如果不檢漏或洗滌、潤洗，會導致使用滴定管中液體體積偏大，測量溶液濃度偏大；
所以答案是：用蒸餾水洗凈；用K2Cr2O7標準溶液潤洗2﹣3次；②根據Fe2+和K2Cr2O7之間的關系式：Cr2O72﹣～6Fe2+得c（Fe2+）= ×6mol/L= mol/L；
所以答案是： mol/L；③A、加入適當過量的H2O2溶液，導致鐵離子能完全反應，故正確；
B、緩慢滴加H2O2溶液并攪拌，反應物接觸面積增大，能使鐵離子完全反應，故正確；
C、加熱，使反應在較高溫度下進行，雖然反應速率加快，但雙氧水會分解且能促進亞鐵離子水解而產生雜質，故錯誤；
D、用氨水調節溶液pH=7，亞鐵離子和氫氧根離子反應生成氫氧化亞鐵雜質，故錯誤；
故選AB；（3）堿性條件下，溶液中含有大量氫氧根離子，氫氧根離子和鐵離子反應生成紅褐色沉淀氫氧化鐵，導致反應得到的FePO4H2O固體呈棕黃色，所以答案是：Fe（OH）3（或氫氧化鐵）；（4）正極得電子化合價降低發生還原反應，所以電極反應式為：FePO4+Li++e﹣═LiFePO4；
所以答案是：FePO4+Li++e﹣═LiFePO4 ．
【考點精析】本題主要考查了酸堿中和滴定的相關知識點，需要掌握中和滴定實驗時，用蒸餾水洗過的滴定管先用標準液潤洗后再裝標準液；先用待測液潤洗后在移取液體；滴定管讀數時先等一二分鐘后再讀數；觀察錐形瓶中溶液顏色的改變時，先等半分鐘顏色不變后即為滴定終點才能正確解答此題．