Question

【题目】2019年诺贝尔化学奖颁给锂离子电池领域，获奖科学家的重要贡献之一是研发出了电极材料——磷酸亚铁锂（LiFePO4）。LiFePO4的一种制备方法如图。

已知：H3PO4能电离出PO。

（1）LiFePO4中，铁元素的化合价为_____。

（2）反应I中H2O2的作用是_____。

（3）检测反应II中铁离子是否完全反应的操作是_____。（离子检验常用的表达方式为：取xx试剂，向其中滴加xx，若出现xx现象，则说明xx结论。）

（4）反应Ⅲ的化学方程式是_____。

Answer 1

【答案】+2 氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+ 取少量反应Ⅱ中的滤液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变红(或无现象)，则说明反应Ⅱ中铁离子完全反应 2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2

【解析】

由工艺流程分析可知，FeSO4被H2O2在酸性条件下氧化生成Fe2(SO4)3，Fe2(SO4)3与H3PO4反应生成FePO4沉淀，FePO4与LiI溶液发生氧化还原反应2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2得到LiFePO4，据此分析解答问题。

(1)根据化合物元素化合价代数和为0可知，LiFePO4中Li为+1价，为-3价，则铁元素的化合价为+2价，故答案为：+2；

(2)根据分析，反应Ⅰ中H2O2在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+，故答案为：作氧化剂，将Fe2+氧化为Fe3+；

(3)一般用KSCN溶液检验Fe3+，因此检测反应II中铁离子是否完全反应，可取少量反应Ⅱ中的滤液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变红(或无现象)，则说明反应Ⅱ中铁离子完全反应，故答案为：取少量反应Ⅱ中的滤液，向其中滴加KSCN溶液，若溶液不变红(或无现象)，则说明反应Ⅱ中铁离子完全反应；

(4)反应Ⅲ为FePO4与LiI溶液发生氧化还原反应生成LiFePO4，反应的化学方程式为2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2，故答案为：2FePO4+2LiI=2LiFePO4+I2。