【題目】新型鋰離子電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位,可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。 磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)是新型鋰離子電池的首選電極材料,它的制備方法如下:

【方法一】 將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液,以鐵棒為陽極,石墨為陰極,電解析出磷酸亞鐵鋰沉淀。沉淀經(jīng)過濾、洗滌、干燥,在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰。

【方法二】 將碳酸鋰、乙酸亞鐵[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰,同時生成的乙酸及其他產(chǎn)物均以氣體逸出。

【方法三】 以鐵紅、鋰輝石LiAl (SiO3)2 (含少量Ca2+、Mg2+的鹽)、碳粉等原料來生產(chǎn)磷酸亞鐵鋰。其主要工藝流程如下:

己知: 2LiAl (SiO3) 2+ H2SO4()=Li2SO4+ Al2O3·4SiO2·H2O↓

溶解度/℃

20

40

60

80

溶解度(Li2CO3)/g

1.33

1.17

1.01

0.85

溶解度(Li2SO4) /g

34.2

32.8

31.9

30.5

1在方法一中,陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為______________________________

2在方法二中,除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外,還有H2O、________(填化學(xué)式)生成。

3方法一與方法二中,制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。其原因是________________

4在方法三中從濾渣I中可分離出Al2O3,如下圖所示。請寫出生成沉淀的離子方程式________________。

5向濾液II中加入飽和Na2CO3溶液,過濾后,用熱水洗滌的原因是___________________________。(6寫出在高溫下生成磷酸亞鐵鋰的化學(xué)方程式______________________________________。

7磷酸鐵鋰鋒動力電池(簡稱LFP) 是一種高效、超長壽命的二次電池。其工作原理為:

C6Li+FePO4C6Li(1-x)+ (1-x) FePO4+xLiFePO4充電時,寫出陰極反應(yīng)方程式____________________。

【答案】 Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+ CO2、NH3 為了防止亞鐵化合物被氧化 Al3++3NH3·H2OAl(OH)3↓+3NH4+ Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減少Li2CO3的損失 2FePO4+ Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑ C6Li1-x+xLi++xe-═C6Li

【解析】試題分析:(1)陽極鐵失電子生成磷酸亞鐵鋰;(2)根據(jù)元素守恒分析產(chǎn)物;(3).亞鐵離子易被氧化;(4)含有Al3+的溶液加入氨水可以生成氫氧化鋁沉淀;(5)Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小;(6)Li2CO3、C、FePO4高溫條件下生成LiFePO4CO;(7)放電時的負(fù)極,充電時做陰極;

解析:(1)陽極鐵失電子生成磷酸亞鐵鋰,電極反應(yīng)式是Fe+H2PO4-+Li+-2e-=LiFePO4+2H+(2)將碳酸鋰、乙酸亞鐵[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氫銨按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得晶態(tài)磷酸亞鐵鋰,根據(jù)元素守恒可知同時生成的乙酸、H2O、CO2、NH3等氣態(tài)物質(zhì);(3).亞鐵離子易被氧化為了防止亞鐵化合物被氧化,所以方法一與方法二中,制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行;(4)含有Al3+的溶液加入氨水可以生成氫氧化鋁沉淀,反應(yīng)離子方程式是Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;(5) 向濾液II中加入飽和Na2CO3溶液生成Li2CO3沉淀,Li2CO3的溶解度隨溫度升高而減小,熱水洗滌可減少Li2CO3的損失;(6)Li2CO3、C、FePO4高溫條件下生成LiFePO4CO,反應(yīng)方程式是2FePO4+ Li2CO3+2C2LiFePO4+3CO↑;(7)放電時的負(fù)極,充電時做陰極,陰極發(fā)生還原反應(yīng)電極反應(yīng)式是C6Li(1-x)+xLi++xe-═C6Li;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一種化學(xué)元素。

下列說法正確的是(

A. 沸點 A2DA2X

B. CA3 分子是非極性分子

C. B、C、D 形成的氣態(tài)氫化物互為等電子體

D. C 形成的常見單質(zhì)中 σ 鍵與 π 鍵個數(shù)之比為 12

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述中不正確的是

A. C60與石墨是同素異形體 B. H(氕)、D(氘)、T(氚)互為同位素

C. 甲烷和戊烷是同系物 D. 異丁烷與丁烷是同一種物質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)按下圖進(jìn)行實驗,在A中放的是干燥的紅色紙條,B中放的是濕潤的紅色紙條,C中盛放的是氫氧化鈉溶液。請回答下列問題。

(1)通入Cl2一段時間后,A、B裝置中,紅色紙條的現(xiàn)象和結(jié)論為:

裝置

現(xiàn)象

結(jié)論

A

______________

潮濕的氯氣______(填能或不能)使紅色紙條褪色,因為反應(yīng)生成的____________具有漂白性

B

______________

(2)C裝置的作用是__________________________

寫出裝置C中反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】科學(xué)家模擬足貝類足絲蛋白的功能,合成了一種對云母、玻璃、二氧化硅等材料具有良好粘附性的物質(zhì)一化合物I,其合成路線如下:

回答下列問題:

1A的化學(xué)名稱為_____________________。

2B生成C的化學(xué)方程式為_____________________________。

3EF反應(yīng)生成D的反應(yīng)類型為__________,由GH反應(yīng)生成I的反應(yīng)類型為___________。

4D的結(jié)構(gòu)筒式為____________,僅以D為單體合成高分子化合物的化學(xué)方程式為___________________。

5XI的同分異構(gòu)體,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2,其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積比為6:2:1:1。寫出兩種符合要求的X的結(jié)構(gòu)簡式_________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】現(xiàn)有A、B、C、D四種氣體,A是密度最小的氣體,B在通常情況下呈黃綠色,把四種氣體分別通入酸性硝酸銀溶液中,通入B、D氣體時立即出現(xiàn)白色沉淀,純凈的A可以在B中安靜地燃燒,發(fā)出蒼白色的火焰并生成D。把無色無刺激氣味氣體C通入澄清石灰水時變渾濁。

(1)A、B、C、D的分子式分別為:A_______ B________ C_________D_______

(2)寫出下列各反應(yīng)的化學(xué)方程式:

A與B_______________________________________________;

B與水_______________________________________________

C與澄清石灰水_______________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某化學(xué)活動小組利用如圖裝置對電化學(xué)進(jìn)行探究,開始兩電極質(zhì)量相等,下列說法正確的是( )

A. X為銅片,左池發(fā)生吸氧腐蝕作原電池,X在右池的電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+

B. X裝載的是足量飽和KCl溶液浸泡的瓊脂,當(dāng)外電路通過0.02mol電子時,兩電極的質(zhì)量差為0.64g

C. X裝載的是足量飽和KC1洛液浸泡的瓊脂,則X中的K+移向左池

D. X為鋅片,左池為電池的負(fù)極區(qū)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列表示對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式正確的是 ( )

A. 向稀HNO3中滴加Na2SO3溶液: SO32-+2HSO2↑+H2O

B. Na2CO3溶液中CO32-的水解:CO32-+H2O==HCO3-+OH

C. Al2(SO4)3溶液中加入過量的NH3·H2O: Al3+4NH3·H2O[Al(OH)4]+4N

D. CuSO4溶液中加Na2O2:2Na2O2+2Cu2+2H2O4Na+2Cu(OH)2↓+O2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】有下列反應(yīng):

①2KMnO4+16HCl(濃)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O

②CaO+H2O=Ca(OH)2

③Ba(OH)2+H2SO4=BaSO4↓+2H2O

④Zn+2HCl=ZnCl2+H2

⑤2KClO32KCl+3O2

⑥CaCO3CaO+CO2

⑦2CO+O22CO2

⑧SO42-+Ba2+=BaSO4

(1)既是分解反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)的是_____,既是化合反應(yīng)又是氧化還原反應(yīng)的是______(均填序號)。

(2)請用單向橋表示反應(yīng)①的電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:________________。其中,該反應(yīng)的氧化產(chǎn)物是___________,還原產(chǎn)物是__________。

(3)反應(yīng)③的離子反應(yīng)方程式為_________________________________________。

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