Question

【題目】某種電池的正極材料，可通過(guò)下列方法制得：

①稱取一定量的固體鐵氧體磁性材料溶于過(guò)量鹽酸，接著先后加入雙氧水和氫氧化鈉溶液，靜置24 h,過(guò)濾

②將沉淀加入反應(yīng)瓶中，加入過(guò)量的氫氟酸溶液，80'c恒溫加熱24 ha

③蒸發(fā)多余氫氟酸和水，得淡紅色FeF3凝膠

④在干燥箱中，以100℃預(yù)處理6 h,最后摻入鐵氧體磁性材料混合研磨制得正極材料

（1）加入雙氧水的作用是＿＿＿＿＿＿（用離子方程式表示）

（2）步驟②的反應(yīng)瓶材質(zhì)可能是＿＿＿＿（填序號(hào)）

A．玻璃 B．陶瓷 C．聚四氟乙烯

（3）加氫氟酸反生反應(yīng)的化學(xué)方程式為＿＿＿＿

（4）從安全的角度考慮，在實(shí)驗(yàn)室里制三氟化鐵時(shí)應(yīng)在＿＿＿＿中進(jìn)行

（5）三氟化鐵與Li在固體電解質(zhì)鐵氧體中發(fā)生置換反應(yīng)，產(chǎn)生的電流可供電腦使用，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為＿＿＿＿＿＿＿＿

（6）取上述鐵氧體樣品溶于足量鹽酸，在通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下672 mL C12, Fe2＋恰好被完全氧化成Fe3十，然后把溶液蒸干，灼燒至恒重得9． 6 g固體，則該鐵氧體的化學(xué)式為＿＿＿＿＿＿。

Answer 1

【答案】

（1）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；

（2）C

（3）Fe（OH）3+3HF=FeF3+3H2O；

（4）通風(fēng)櫥（或密閉容器）

（5）FeF3+3Li=Fe+3LiF；

（6）Fe4O5（或2FeOFe2O3）

【解析】

試題分析：（1）固體鐵氧體磁性材料溶于過(guò)量鹽酸，所得溶液中含有亞鐵離子，接著加入H2O2，H2O2與亞鐵離子反應(yīng)生成三價(jià)鐵離子，其反應(yīng)的離子方程式為：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O，故答案為：H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O；

（2）步驟②將沉淀加入反應(yīng)瓶中，加入過(guò)量的氫氟酸溶液反應(yīng)，由于氫氟酸能與玻璃及陶瓷中的二氧化硅反應(yīng)，所以反應(yīng)瓶材質(zhì)應(yīng)該為聚四氟乙烯，故答案為：C；

（3）氫氧化鈉與三價(jià)鐵離子反應(yīng)生成氫氧化鐵，再加HF，生成FeF3和水，則加氫氟酸反生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe（OH）3+3HF=FeF3+3H2O，故答案為：Fe（OH）3+3HF=FeF3+3H2O；

（4）HF屬于有毒的氣體，為了防止中毒，則制備三氟化鐵時(shí)應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行，故答案為：通風(fēng)櫥；

（5）三氟化鐵與Li在固體電解質(zhì)鐵氧體中發(fā)生置換反應(yīng)生成Fe和LiF，該電池反應(yīng)的化學(xué)方程式為FeF3+3Li=Fe+3LiF，故答案為：FeF3+3Li=Fe+3LiF；

（6）取上述鐵氧體樣品溶于足量鹽酸，在通入標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mL C12，則氯氣的物質(zhì)的量為0.03mol，由2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，可知Fe2+為0.06mol，則原鐵氧體樣品中n（FeO）=0.06mol，把溶液蒸干，灼燒至恒重得9.6g固體為Fe2O3，則n（Fe2O3）==0.06mol，則原來(lái)溶液中Fe元素共0.06×2=0.12mol，所以原來(lái)溶液中n（Fe3+）=n（Fe）-n（Fe2+）=0.12mol-0.06mol=0.06mol，則原鐵氧體樣品中n（Fe2O3）=0.06mol×=0.03，所以原鐵氧體樣品中n（FeO）：n（Fe2O3）=0.06mol：0.03mol=2：1，故鐵氧體的化學(xué)式為2FeOFe2O3或Fe4O5；故答案為：2FeOFe2O3或Fe4O5。