制備鋰離子電池的正極材料的前體FPO₄的一種流程如圖1：
資料：i.磷灰石的主要成分是Ca₅（PO₄）₃F
i i.Ca（H₂PO₄）₂可溶于水，CaSO₄?2H₂O微溶于水
iii.K_sp=（FePO₄）=1.3×10^-22
iv.Fe³⁺+EDTA^4-?[Fe（EDTA）]^-
（1）制備H₃PO₄
①用H₃PO₄溶液、H₂SO₄溶液分步浸取磷灰石生成HF、CaSO₄?2H₂O和H₃PO₄，主要反應(yīng)是Ca₅（PO₄）₃F+7H₃PO₄═5Ca（H₂PO₄）₂+HF↑和

Ca（H₂PO₄）₂+H₂SO₄+2H₂O=CaSO₄?2H₂O↓+2H₃PO₄

Ca（H₂PO₄）₂+H₂SO₄+2H₂O=CaSO₄?2H₂O↓+2H₃PO₄

。
②增大酸浸反應(yīng)速率的措施有

加熱或?qū)⒌V石粉碎或攪拌或適當(dāng)提高酸的濃度等

加熱或?qū)⒌V石粉碎或攪拌或適當(dāng)提高酸的濃度等

（只寫1條）。
③其他條件不變時(shí)，若僅用H₂SO₄溶液酸浸，浸取的速率低于用H₃PO₄、H₂SO₄分步浸取法，原因是

生成的CaSO₄?2H₂O固體覆蓋在磷灰石表面，減少了磷灰石與硫酸溶液的接觸面積

生成的CaSO₄?2H₂O固體覆蓋在磷灰石表面，減少了磷灰石與硫酸溶液的接觸面積

。
（2）制備FePO₄
將H₃PO₄、FeSO₄、H₂O₂混合并調(diào)節(jié)溶液的pH制備FePO₄。
①酸性條件下，生成FePO₄的離子方程式是

2Fe²⁺+2H₃PO₄+H₂O₂=2FePO₄↓+2H₂O+4H⁺

2Fe²⁺+2H₃PO₄+H₂O₂=2FePO₄↓+2H₂O+4H⁺

。
②含磷各微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖2。
pH=1時(shí)，溶液中的c（HPO₄^2-）=10^-7.3mol/L，則c（PO₄^3-）=

10^-18.6

10^-18.6

mol/L。
再加入FeSO₄晶體、H₂O₂溶液使溶液中的c（Fe³⁺）=1mol/L，不考慮溶液體積的變化，通過計(jì)算說明此時(shí)能否產(chǎn)生FePO₄沉淀

Q_c（FePO₄）=1×10^-18.6＞K_sp（FePO₄），能產(chǎn)生FePO₄沉淀

Q_c（FePO₄）=1×10^-18.6＞K_sp（FePO₄），能產(chǎn)生FePO₄沉淀

。
③FePO₄的純度及顆粒大小會(huì)影響其性能，沉淀速率過快容易團(tuán)聚。
i.研究表明，沉淀時(shí)可加入含EDTA^4-的溶液，EDTA^4-的作用是

發(fā)生反應(yīng)Fe³⁺+EDTA^4-?[Fe（EDTA）]^-，使c（Fe³⁺）降低，減小FePO₄的沉淀速率，避免團(tuán)聚；隨著Fe³⁺被沉淀，上述平衡逆向移動(dòng)，生成的Fe³⁺繼續(xù)被沉淀

發(fā)生反應(yīng)Fe³⁺+EDTA^4-?[Fe（EDTA）]^-，使c（Fe³⁺）降低，減小FePO₄的沉淀速率，避免團(tuán)聚；隨著Fe³⁺被沉淀，上述平衡逆向移動(dòng)，生成的Fe³⁺繼續(xù)被沉淀

。
i i.其他條件不變時(shí)，工業(yè)上選擇pH=2而不是更高的pH制備FePO₄，可能的原因是

pH更高時(shí)，產(chǎn)品中可能混有Fe（OH）₃雜質(zhì)；pH更高時(shí)，c（PO₄^3-）大，可能沉淀速率過快導(dǎo)致團(tuán)聚

pH更高時(shí)，產(chǎn)品中可能混有Fe（OH）₃雜質(zhì)；pH更高時(shí)，c（PO₄^3-）大，可能沉淀速率過快導(dǎo)致團(tuán)聚

（答出2點(diǎn)）。