Question

3．磷及其化合物的應用非常廣泛，以廢鐵屑等為原料合成磷酸亞鐵鋰的前驅(qū)體的制備流程如下：

回答下列問題：
（1）H₂O₂的電子式為；Na₂HPO₄的電離方程式為Na₂HPO₄=2Na⁺+HPO₄^2-．
（2）廢鐵屑要用熱的Na₂CO₃溶液洗滌的目的是除去鐵屑表面的油污．
（3）為了加快鐵屑的溶解速率，除適當增大硫酸的濃度外，還可采取的措施是攪拌或適當升溫或?qū)�廢渣碾細成粉末（任寫-種）；氧化時H₂O₂作氧化劑（填“氧化劑”或“還原劑”）．
（4）沉鐵時，溶液中的Fe³⁺與HPO₄^2-反應生成FePO₄•2H₂O沉淀的離子方程式為Fe³⁺+HPO₄^2-+2H₂O=FePO₄•2H₂O↓+H⁺．
（5）FePO₄與Li₂CO₃及C在高溫條件下生成LiFePO₄和CO的化學方程式為2FePO₄+Li₂CO₃+2C=2LiFePO₄+3CO↑；高溫成型前，常向LiFePO₄中加入少量活性炭，其作用是可以改善成型后LiFePO₄的導電性能和與空氣中O₂反應，防止LiFePO₄中的Fe²⁺被氧化．

Answer 1

分析 廢鐵屑加入飽和碳酸鈉的熱容易洗滌表面的油污，水洗滌后加入過量稀硫酸溶解后得到亞鐵鹽溶液，加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子，加入Na₂HP0₄，沉鐵時，溶液中的Fe³⁺與HPO₄^2-反應生成FePO₄•2H₂O沉淀，過濾洗滌干燥得到晶體，
（1）雙氧水中兩個氫原子分別與兩個氧原子通過共用一對電子結合，兩個氧原子之間通過共用1對電子結合，Na₂HPO₄是強電解質(zhì)水溶液中電離出鈉離子和磷酸氫根離子；
（2）純堿溶液呈堿性，可用于除去廢鐵屑表面的油污；
（3）加快反應速率的因素分析，可以攪拌、升溫或增大接觸面積，流程中過氧化氫是氧化亞鐵離子為鐵離子做氧化劑；
（4）沉鐵時，溶液中的Fe³⁺與HPO₄^2-反應生成FePO₄•2H₂O，結合電荷守恒和原子守恒配平書寫離子方程式；
（5）反應過程中鐵元素由+3價降低到+2價，Li₂CO₃中的碳元素由+4價降低到+2價，碳單質(zhì)中化由0價升為+2價，消耗空氣中的O₂，保護Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化．

解答 解：（1）雙氧水為共價化合物，分子中存在兩個氧氫鍵和一個O-O鍵，雙氧水的電子式為：，Na₂HPO₄是強電解質(zhì)水溶液中電離出鈉離子和磷酸氫根離子，電離方程式為：Na₂HPO₄=2Na⁺+HPO₄^2-，
故答案為：；Na₂HPO₄=2Na⁺+HPO₄^2-；
（2）碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解溶液顯堿性，水解過程是吸熱反應，升溫促進水解，溶液堿性增強，油脂在堿溶液中發(fā)生水解生成溶于水的醇和酸鹽，加入熱的Na₂CO₃溶液除油污，
故答案為：除去鐵屑表面的油污；
（3）攪拌、適當升溫、將廢渣碾細成粉末可加快反應速率，雙氧水與二價鐵離子反應的離子方程式為：H₂O₂+2Fe²⁺+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，使鐵元素容易沉淀，且不引入新的雜質(zhì)，個過氧化氫做氧化劑，
故答案為：攪拌、適當升溫、將廢渣碾細成粉末；氧化劑；
（4）溶液中的Fe³⁺與HPO₄^2-反應生成FePO₄•2H₂O，反應的離子方程式為：Fe³⁺+HPO₄^2-+2H₂O=FePO₄•2H₂O↓+H⁺，
故答案為：Fe³⁺+HPO₄^2-+2H₂O=FePO₄•2H₂O↓+H⁺；
（5）FePO₄與Li₂CO₃及C在高溫條件下生成LiFePO₄和CO的化學方程式為2FePO₄+Li₂CO₃+2C=2LiFePO₄+3CO↑，高溫成型前，常向LiFePO₄中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO₄的導電性能外，還能消耗空氣中的氧氣，保護Fe²⁺，防止Fe²⁺被氧化，
故答案為：2FePO₄+Li₂CO₃+2C=2LiFePO₄+3CO↑；與空氣中O₂反應，防止LiFePO₄中的Fe²⁺被氧化．

點評 本題考查的知識比較散，涉及到物質(zhì)制備，物質(zhì)性質(zhì)、化工流程分析，氧化還原反應判斷，主要是流程的理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．