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，1molCuSO₄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）Fe+4H+ +NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O；（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；③Ca (H2PO4）2、CaHPO4。

【解析】

试题分析：（1）硝酸具有强氧化性，能把Fe氧化成Fe3＋，稀硝酸被还原为NO，Fe＋4H＋＋NO3－=Fe3＋＋NO↑＋2H2O；（2）①充电是电解池，放电是原电池，因此电池放电正极电极反应式： Li++FePO4+e-=LiFePO4；②FePO4中Fe显＋3价，LiFePO4中Fe显＋2价，高温下，Fe2＋容易被氧化成Fe3＋，因此N2的作用防止Fe2+在空气中重新被氧化，题目中显红褐色，说明杂质是氢氧化铁；（3）①根据转化关系，C→CO，化合价升高，因此焦炭作还原剂；②依据氧化还原反应中得失电子数目守恒，1×1=n(P4）×4×5，解得n(P4）=0.05mol；③磷酸是三元酸，可能中和一个氢原子，得到Ca(H2PO4）2，中和两个氢原子，得到CaHPO4，中和三个氢原子，得到Ca3(PO4）2，量不同得到物质有Ca (H2PO4）2、CaHPO4。

考点：考查氧化还原反应的书写、电极反应式、化学计算等知识。