题目内容
(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: 。
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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。
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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,1mol CuSO4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 。
(1) Fe+4H+ +NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O(不配平扣1分)
(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(不写单位扣1分) ③Ca (H2PO4)2、CaHPO4(每点1分)
(每空2分,共14分)
【解析】
试题分析:(1)少量Fe与稀硝酸反应生成硝酸铁和NO、水,离子方程式是Fe+4H+ +NO3- = Fe3+ +NO↑ +2H2O;
(2)①由图可知,放电时正极中FePO4得到电子,结合Li+,生成LiFePO4,所以放电时正极反应式是Li++FePO4+e-=LiFePO4
②因为空气中的氧气易把LiFePO4中的亚铁离子氧化为铁离子,所以在氮气的氛围中来制取电极材料;实验室中以Fe3+为原料制得的FePO4·2H2O有时显红褐色,而氢氧化铁的颜色为红褐色,所以FePO4·2H2O中的杂质可能是Fe(OH)3;
(3)①因为步骤I是生产白磷的反应,二氧化硅用于造渣生产硅酸钙,则焦炭的作用是将P元素还原出来,本身被氧化为CO,所以焦炭的作用是作还原剂;
②根据步骤II,白磷与硫酸铜溶液反应生成Cu3P和磷酸,1mol硫酸铜转化为Cu3P,得到1mol电子,则白磷中P元素的化合价升高到+5价,则可氧化P原子的物质的量是0.2mol,白磷的分子式是P4,所以1mol硫酸铜可氧化白磷的物质的量是0.2/4mol=0.05mol;
③磷酸是三元酸,氢氧化钙的量不同得到的产物也不同,除生成Ca3(PO4)2正盐外,还可能生成2种酸式盐,Ca (H2PO4)2、CaHPO4。
考点:考查对物质性质的分析判断,氧化还原反应中得失电子守恒规律的应用,反应产物的判断
一定温度下,在三个体积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生如下反应:PCl5(g)
PCl3(g)+Cl2(g)
编号 | 温度(℃) | 起始物质的量 (mol) | 平衡物质的量 (mol) | 达到平衡所需时间 (s) | |
PCl5(g) | PCl3(g) | Cl2(g) | |||
Ⅰ | 320 | 0.40 | 0.10 | 0.10 | t1 |
Ⅱ | 320 | 0.80 | t2 | ||
Ⅲ | 410 | 0.40 | 0.15 | 0.15 | t3 |
下列说法正确的是
A.平衡常数K:容器Ⅱ>容器Ⅲ
B.反应到达平衡时,PCl5的转化率:容器Ⅱ<容器Ⅰ
C.反应到达平衡时,容器I中的平均速率为v(PCl5)=
mol/(L·s)
D.起始时向容器Ⅲ中充入PCl5 0.30 mol、PCl3 0.45 mol和Cl2 0.10 mol,则反应将向逆反应方向进行
下列各组物质中,不满足组内任意两种物质在一定条件下均能发生反应的是
甲 | 乙 | 丙 | |
A | Na | H2O | Cl2 |
B | Al | Fe2O3 | 稀H2SO4 |
C | CH3CH2OH | NaOH溶液 | CH3COOH |
D | Ba(OH)2溶液 | CO2 | Na2CO3溶液 |