Question

【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給鋰離子電池領(lǐng)域，獲獎(jiǎng)科學(xué)家的重要貢獻(xiàn)之一是研發(fā)出了電極材料——磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）。LiFePO4的一種制備方法如圖。

已知：H3PO4能電離出PO。

（1）LiFePO4中，鐵元素的化合價(jià)為_____。

（2）反應(yīng)I中H2O2的作用是_____。

（3）檢測反應(yīng)II中鐵離子是否完全反應(yīng)的操作是_____。（離子檢驗(yàn)常用的表達(dá)方式為：取xx試劑，向其中滴加xx，若出現(xiàn)xx現(xiàn)象，則說明xx結(jié)論。）

（4）反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)方程式是_____。

Answer 1

【答案】+2 氧化劑，將Fe2+氧化為Fe3+ 取少量反應(yīng)Ⅱ中的濾液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不變紅(或無現(xiàn)象)，則說明反應(yīng)Ⅱ中鐵離子完全反應(yīng) 2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2

【解析】

由工藝流程分析可知，FeSO4被H2O2在酸性條件下氧化生成Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3與H3PO4反應(yīng)生成FePO4沉淀，FePO4與LiI溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2得到LiFePO4，據(jù)此分析解答問題。

(1)根據(jù)化合物元素化合價(jià)代數(shù)和為0可知，LiFePO4中Li為+1價(jià)，為-3價(jià)，則鐵元素的化合價(jià)為+2價(jià)，故答案為：+2；

(2)根據(jù)分析，反應(yīng)Ⅰ中H2O2在酸性條件下將Fe2+氧化為Fe3+，故答案為：作氧化劑，將Fe2+氧化為Fe3+；

(3)一般用KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+，因此檢測反應(yīng)II中鐵離子是否完全反應(yīng)，可取少量反應(yīng)Ⅱ中的濾液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不變紅(或無現(xiàn)象)，則說明反應(yīng)Ⅱ中鐵離子完全反應(yīng)，故答案為：取少量反應(yīng)Ⅱ中的濾液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不變紅(或無現(xiàn)象)，則說明反應(yīng)Ⅱ中鐵離子完全反應(yīng)；

(4)反應(yīng)Ⅲ為FePO4與LiI溶液發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成LiFePO4，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2，故答案為：2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2。