鋰的化合物用途廣泛.Li3N是非常有前途的儲氫材料;LiFePO4、Li2FeSiO4等可以作為電池的正級材料.回答下列問題:
(1)將鋰在純氮氣中燃燒可制得Li3N,其反應(yīng)的化學(xué)方程為
 

(2)氮化鋰在氫氣中加熱時可得到氨基鋰(LiNH2),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Li3N+2H2
  △  
.
 
LiNH2+2LiH,氧化產(chǎn)物為
 
(填化學(xué)式).在270℃時,該反應(yīng)可逆向發(fā)生放出H2,因而氮化鋰可作為儲氫材料,儲存氫氣最多可達(dá)Li3N質(zhì)量的
 
%(精確到0.1).
(3)將Li2CO3、FeC2O4?2H2O和SiO2粉末均勻混合,在800℃的氬氣中燒結(jié)6小時制得Li2FeSiO4,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
,制備Li2FeSiO4的過程必須在惰性氣體氛圍中進行,其原因是
 

(4)將一定濃度磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液,以鐵棒為陽極,石墨為陰極,電解析出LiFePO4沉淀,陽極的電極反應(yīng)式為
 

(5)磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中,發(fā)生LiFePO4與Li1-xFePO4之間的轉(zhuǎn)化,電池放電時負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為
LixC6-xe-xLi++6C,寫出電池放電時反應(yīng)的化學(xué)方程式
 
分析:(1)反應(yīng)物為金屬鋰和氮氣,生成物為Li3N,反應(yīng)條件為點燃,據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;
(2)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升高被氧化判斷出氧化產(chǎn)物;根據(jù)反應(yīng)方程式中反應(yīng)物氫氣與氮化鋰的質(zhì)量關(guān)系進行計算;
(3)反應(yīng)物為Li2CO3、FeC2O4?2H2O和SiO2粉末,生成物為Li2FeSiO4,再根據(jù)質(zhì)量守恒定律、化合價升降相等可知,反應(yīng)產(chǎn)物中含有一氧化碳、二氧化碳和水生成,據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式;根據(jù)亞鐵離子具有較強的還原性分析反應(yīng)環(huán)境要求;
(4)根據(jù)電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),鐵為陽極,所以陽極鐵失去電子,與H2PO4-、Li+反應(yīng)生成LiFePO4沉淀,據(jù)此寫出陽極的電極反應(yīng)式;
(5)根據(jù)磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中,發(fā)生LiFePO4與Li1-xFePO4之間的轉(zhuǎn)化及電池放電時負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)寫出電池放電時反應(yīng)的化學(xué)方程式.
解答:解:(1)鋰與氮氣在點燃條件下與氮氣發(fā)生反應(yīng)生成Li3N,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:6Li+N2
 點燃 
.
 
2Li3N,
故答案為:6Li+N2
 點燃 
.
 
2Li3N;
(2)反應(yīng)Li3N+2H2
  △  
.
 
LiNH2+2LiH中,鋰元素、N元素化合價不變,氫氣化合價由0變成+1價的LiNH2,化合價升高被氧化,所以氧化產(chǎn)物為LiNH2;
該反應(yīng)中,反應(yīng)掉2mol氫氣,同時消耗1mol氮化鋰,所以儲存氫氣最多可達(dá)Li3N質(zhì)量的:
4
35
×
100%≈11.4%,
故答案為:LiNH2;11.4;
(3)將Li2CO3、FeC2O4?2H2O和SiO2粉末均勻混合,在800℃的氬氣中燒結(jié)6小時制得Li2FeSiO4,根據(jù)質(zhì)量守恒、化合價升降相等可以判斷,反應(yīng)產(chǎn)物還會有一氧化碳、二氧化碳和水生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Li2CO3+FeC2O4?2H2O+SiO2
 高溫 
.
 
Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O;亞鐵離子容易被氧化,所以該反應(yīng)需要在惰性氣體氛圍中進行,
故答案為:Li2CO3+FeC2O4?2H2O+SiO2
 高溫 
.
 
Li2FeSiO4+CO↑+CO2↑+2H2O;防止二價鐵被氧化;
(4)電解池中陽極發(fā)生氧化反應(yīng),鐵為陽極,所以陽極鐵失去電子,與H2PO4-、Li+反應(yīng)生成LiFePO4沉淀,發(fā)生的電極反應(yīng)為:Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+
故答案為:Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+;
(5)磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中,發(fā)生LiFePO4與Li1-xFePO4之間的轉(zhuǎn)化,其中LiFePO4→Li1-xFePO4的轉(zhuǎn)化化合價降低,發(fā)生還原反應(yīng),而電池放電時負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為:LixC6-xe-xLi++6C,該反應(yīng)為氧化反應(yīng),所以反應(yīng)轉(zhuǎn)化應(yīng)該為:LiFePO4→Li1-xFePO4,所以電池放電時反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Li1-xFePO4+LixC6=6C+LiFePO4,
故答案為:Li1-xFePO4+LixC6=6C+LiFePO4
點評:本題考查了堿金屬的性質(zhì)、原電池、電解質(zhì)工作原理、化學(xué)方程式書寫等知識,題目難度較大,注意掌握原電池、電解池工作原理,注意把握題中信息,能夠正確提取題中信息,聯(lián)系所學(xué)知識進行解答,試題充分培養(yǎng)了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用所學(xué)知識的能力.
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相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年湖北省武漢市高三二月調(diào)研測試?yán)砜凭C合化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

鋰的化合物用途廣泛。Li3N是非常有前途的儲氫材料;LiFePO4Li2FeSiO4等可以作為電池的正級材料。回答下列問題:

1)將鋰在純氮氣中燃燒可制得Li3N,其反應(yīng)的化學(xué)方程為??????????????????????

2)氮化鋰在氫氣中加熱時可得到氨基鋰(LiNH2),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Li3N+2H2LiNH2+2LiH,氧化產(chǎn)物為?????????? (填化學(xué)式)。在270時,該反應(yīng)可逆向發(fā)生放出H2,因而氮化鋰可作為儲氫材料,儲存氫氣最多可達(dá)Li3N質(zhì)量的?????? %(精確到0.1)。

3)將Li2CO3FeC2O4·2H2OSiO2粉末均勻混合,在800的氬氣中燒結(jié)6小時制得Li2FeSiO4,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式?????????????????????????????????????????? ,制備Li2FeSiO4的過程必須在惰性氣體氛圍中進行,其原因是??????????????????? 。

4)將一定濃度磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液,以鐵棒為陽極,石墨為陰極,電解析出LiFePO4沉淀,陽極的電極反應(yīng)式為????????????????????????????????

5)磷酸亞鐵鋰電池充放電過程中,發(fā)生LiFePO4LiFePO4之間的轉(zhuǎn)化,電池放電時負(fù)極發(fā)生的反應(yīng)為LiC6eLi++6C,寫出電池放電時反應(yīng)的化學(xué)方程式??????????????????????

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014學(xué)年山東省新泰市高三上學(xué)期階段化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題

鈉及其化合物具有廣泛的用途。

(1)工業(yè)上可利用反應(yīng)Na(1)+ KCl(1)        K(g)+ NaCl(1)來治煉金屬鉀,此反應(yīng)利用了鈉的還原性及___  _____,

寫出鈉與TiCl4反應(yīng)冶煉Ti的化學(xué)方程式______________          _______。

(2)用Na2CO3熔融鹽作電解質(zhì),CO、O2為原料組成的新型電池的研究取得了重大突破。該電池示意圖如圖:

負(fù)極電極反應(yīng)式為________________,為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時必須有部分A物質(zhì)參加循環(huán)。A物質(zhì)的化學(xué)式為______________。

(3)Li-SOCl2電池可用于心臟起搏器。該電池的電極材料分別為鋰和碳,電解液是

LiAlCl4-SOCl2。電池的總反應(yīng)可表示為: 4Li + 2SOCl2 =4LiCl + S + SO2

請回答下列問題:

①電池的負(fù)極材料為            ,發(fā)生的電極反應(yīng)為                        

②電池正極發(fā)生的電極反應(yīng)為                                               ;

 

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