题目内容
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如图1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: .
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2所示.
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)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如图1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:
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
(3)磷及部分重要化合物的相互转化如图2所示.
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
考点:氮的氧化物的性质及其对环境的影响,原电池和电解池的工作原理
专题:
分析:(1)铁和过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水;
(2)①在原电池放电时,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,根据得失电子确定正负极,根据反应物、生成物书写电极反应式.
②制备锂电池正极材料LiFePO4.需要防止亚铁被氧化分析判断;红褐色可能是晶体在下层了氢氧化铁胶体;
(3)①依据发生反应2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C→P4↑+6CaSiO3+10CO↑,判断CO的作用;
②依据氧化还原反应中铜元素、磷元素化合价变化计算;
③磷酸为三元酸与氢氧化钙反应,依据磷酸与氢氧化钙量不同,得到的产物可能是:Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2;
(2)①在原电池放电时,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,根据得失电子确定正负极,根据反应物、生成物书写电极反应式.
②制备锂电池正极材料LiFePO4.需要防止亚铁被氧化分析判断;红褐色可能是晶体在下层了氢氧化铁胶体;
(3)①依据发生反应2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C→P4↑+6CaSiO3+10CO↑,判断CO的作用;
②依据氧化还原反应中铜元素、磷元素化合价变化计算;
③磷酸为三元酸与氢氧化钙反应,依据磷酸与氢氧化钙量不同,得到的产物可能是:Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2;
解答:
解:(1)铁和过量稀硝酸反应生成硝酸铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O;
故答案为:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O;
(2)①放电时,该装置是原电池,Fe元素化合价由+3价变为+2价,得电子发生还原反应,所以该电极是正极,电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4,
故答案为:Li++FePO4+e-=LiFePO4
②制备锂电池正极材料LiFePO4.需要防止亚铁被氧化分析,焙烧过程中N2的作用是防止生成的Fe2+在空气中重新被氧化;红褐色可能是晶体在下层了氢氧化铁胶体;
故答案为:防止生成的Fe2+在空气中重新被氧化,Fe(OH)3(或氢氧化铁);
解答:(3)①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,发生反应2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C→P4↑+6CaSiO3+10CO↑,反应中C中的碳化合价升高,做还原剂;
故答案为:做还原剂;
②Cu元素的化合价由+2价降低到+1价,CuSO4是氧化剂,P4部分磷元素由0价降低到-3价,部分磷元素由0价升高到+5价,磷元素的化合价既升高又降低,所以P4既是氧化剂又是还原剂,若有11molP4参加反应,其中5mol的P4做氧化剂,60mol硫酸铜做氧化剂,只有6mol的P4做还原剂,则由电子守恒可知,有1 mol的CuSO4参加反应,则被硫酸铜氧化的白磷分子的物质的量为n则:n×4(5-0)=1mol×(2-1),解得n=
mol;=0.05mol
故答案为:0.05mol
③磷酸为三元酸与氢氧化钙反应,依据磷酸与氢氧化钙量不同,得到的产物可能是:Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2;
故答案为:CaHPO4、Ca(H2PO4)2;
故答案为:Fe+4H++NO3-=Fe3++NO↑+2H2O;
(2)①放电时,该装置是原电池,Fe元素化合价由+3价变为+2价,得电子发生还原反应,所以该电极是正极,电极反应式为FePO4+e-+Li+=LiFePO4,
故答案为:Li++FePO4+e-=LiFePO4
②制备锂电池正极材料LiFePO4.需要防止亚铁被氧化分析,焙烧过程中N2的作用是防止生成的Fe2+在空气中重新被氧化;红褐色可能是晶体在下层了氢氧化铁胶体;
故答案为:防止生成的Fe2+在空气中重新被氧化,Fe(OH)3(或氢氧化铁);
解答:(3)①步骤Ⅰ为白磷的工业生产方法之一,发生反应2Ca3(PO4)2+6SiO2+10C→P4↑+6CaSiO3+10CO↑,反应中C中的碳化合价升高,做还原剂;
故答案为:做还原剂;
②Cu元素的化合价由+2价降低到+1价,CuSO4是氧化剂,P4部分磷元素由0价降低到-3价,部分磷元素由0价升高到+5价,磷元素的化合价既升高又降低,所以P4既是氧化剂又是还原剂,若有11molP4参加反应,其中5mol的P4做氧化剂,60mol硫酸铜做氧化剂,只有6mol的P4做还原剂,则由电子守恒可知,有1 mol的CuSO4参加反应,则被硫酸铜氧化的白磷分子的物质的量为n则:n×4(5-0)=1mol×(2-1),解得n=
| 1 |
| 20 |
故答案为:0.05mol
③磷酸为三元酸与氢氧化钙反应,依据磷酸与氢氧化钙量不同,得到的产物可能是:Ca3(PO4)2、CaHPO4、Ca(H2PO4)2;
故答案为:CaHPO4、Ca(H2PO4)2;
点评:本题依据N、P及其化合物的转化为情境考查了氧化还原反应的概念及有关计算,原电池原理分析应用,抓住氧化还原反应得失电子守恒是解题关键,题目难度较大.
练习册系列答案
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| 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 |
| 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)=
| ||
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A、
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B、
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C、
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D、
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