一次性氩气电极是什么硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料.某学习小组按如下实验流程制备 Li2FeSiO4 并测定所得产品中 Li2FeSiO4 的含量.(1)溶解时稀硫酸所起的作用是抑制Fe2+和NH4+水解.(2)过滤所得沉淀为 FeC2O4•2H2O.将其在氩气气氛中进行热重分析

新闻资讯2026-04-23 15:51:33

分析 (1)溶液中Fe2+和 NH4+水解,加入少量硫酸,抑制Fe2+和 NH4+水解;
(2)由图可知,加热生成B时剩余固体为80%,损失20%,FeC2O4.2H2O中结晶水的质量为$frac{36}{180}$×100%=20%,故A→B发生反应是FeC2O4.2H2O加热失去结晶水;
(3)制备时必须在惰性气体氛围高温反应 8 小时,FeC2O4•2H2O和Li2CO3、SiO2 混合反应生成 Li2FeSiO4、CO2、CO和H2O;
(4)根据铁守恒结合滴定的方程式即MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O进行计算.

解答 解:(1)溶液中Fe2+和 NH4+水解,加入少量硫酸,抑制Fe2+和 NH4+水解,所以溶解时稀硫酸所起的作用是抑制Fe2+和 NH4+水解;
故答案为:抑制Fe2+和 NH4+水解;
(2)由图可知,加热生成B时剩余固体为80%,损失20%,FeC2O4.2H2O中结晶水的质量为$frac{36}{180}$×100%=20%,故A→B发生反应是FeC2O4.2H2O加热失去结晶水,所以B 点对应温度时,所得固体的化学式为 FeC2O4,故答案为:FeC2O4
(3)制备时必须在惰性气体氛围高温反应 8 小时,则FeC2O4•2H2O和Li2CO3、SiO2 混合反应生成 Li2FeSiO4、CO2、CO和H2O,发生的化学方程式为:FeC2O4•2H2O+Li2CO3+SiO2 $frac{縛line{;高温;}}{;}$Li2FeSiO4+2 CO2↑+CO↑+2H2O,
故答案为:FeC2O4•2H2O+Li2CO3+SiO2 $frac{縛line{;高温;}}{;}$Li2FeSiO4+2 CO2↑+CO↑+2H2O;
(4)根据滴定的方程式:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O及铁原子守恒,
则有5Li2FeSiO4~5Fe2+~MnO4-
5                            1
            n                     0.2000mol•Lˉ1×0.02L×$frac{100}{20}$
 则n=0.2000mol•Lˉ1×0.02L×$frac{100}{20}$×5=0.1mol,所以产品中 Li2FeSiO4 的质量分数为$frac{0.1mol×162g/mol}{20.00g}$×100%=81.0%,
答:产品中 Li2FeSiO4 的质量分数为81.0%.

点评 本题以Li2FeSiO4制备为载体,考查盐类水解、方程式计算、化学计算等,难点为(2)根据计算判断各阶段发生的反应是解题的关键,难度较大.