9．(09四川卷29)(15分)

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(dòng)汽車的動(dòng)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：將碳酸鋰、乙酸亞鐵［(CH_3­COO) Fe］、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(shí)生成的乙酸及其它產(chǎn)物均以氣體逸出。

方法二：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。

在鋰郭了電池中，需要一種有機(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰郭子選移的介質(zhì)，該有機(jī)聚合物的單體之一(用M表示)的結(jié)構(gòu)簡式如下：

請回答下列問題：

(1)上述兩種方法制備磷酸亞鐵鋰的過程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行。其原是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(2)在方法一所發(fā)生的反應(yīng)中，除生成磷酸亞鐵鋰、乙酸外，還有　　　　、　　　　、　　　　(填化學(xué)式)生成。

(3)在方法二中，陽極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(4)寫出M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

(5)已知該鋰離子電池在充電過程中，陽極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則該電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案：

(1)為了防止亞鐵化合物被氧化　　　　　　　　　　　　　 (3分)

(2)CO　　　　　　 HO　　　　　　 NH₃　　　　　　　　　　 (每空1分，共3分)

(3)Fe+HP+Li⁺2e＝LiFePO₄+2H⁺　　　　　　　　　 (3分)

(4)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3分)

(5)FePO₄+Li⁺+e====LiFePO₄　　　　　　　　　　　　 (3分)

8．(09天津卷10)(14分)氫氧燃料電池是符合綠色化學(xué)理念的新型發(fā)電裝置。下圖為電池示意圖，該電池電極表面鍍一層細(xì)小的鉑粉，鉑吸附氣體的能力強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，請回答：

(1)氫氧燃料電池的能量轉(zhuǎn)化主要形式是　　　，在導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向?yàn)?u>　　　

　　　(用a、b 表示)。

(2)負(fù)極反應(yīng)式為　　　　。

(3)電極表面鍍鉑粉的原因?yàn)?u>　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)該電池工作時(shí)，H₂和O₂連續(xù)由外部供給，電池可連續(xù)不斷提供電能。因此，大量安全儲(chǔ)氫是關(guān)鍵技術(shù)之一。金屬鋰是一種重要的儲(chǔ)氫材料，吸氫和放氫原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LIH

Ⅱ.LiH+H₂O==LiOH+H₂↑

①反應(yīng)Ⅰ中的還原劑是　　　，反應(yīng)Ⅱ中的氧化劑是　　　。

②已知LiH固體密度為0.82g/cm³。用鋰吸收224L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)H₂，生成的LiH體積與被吸收的H₂體積比為　　　　。

③由②生成的LiH與H₂O作用，放出的H₂用作電池燃料，若能量轉(zhuǎn)化率為80%，則導(dǎo)線中通過電子的物質(zhì)的量為　　　　　 　mol。

答案：

　　　 ③32

^解析：

本題考查電化學(xué)知識(shí)。

(1)原電池的實(shí)質(zhì)為化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能�？偡磻�(yīng)為2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂從零價(jià)升至+1價(jià)，失去電子，即電子從a流向b。

(2)負(fù)極為失去電子的一極，即H₂失電子生成H⁺，由于溶液是堿性的，故電極反應(yīng)式左右應(yīng)各加上OH^－。

(3)鉑粉的接觸面積大，可以加快反應(yīng)速率。

(4)I.Li從零價(jià)升至+1價(jià)，作還原劑。II.H₂O的H從+1降至H₂中的零價(jià)，作氧化劑。由反應(yīng)I，當(dāng)吸收10molH₂時(shí)，則生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10^-3L=192.68×10^-3L。V(LiH)/v(H₂)= 192.68×10^-3L/224L=8.71×10^-4。20mol LiH可生成20mol H₂，實(shí)際參加反應(yīng)的H₂為20×80%=1.6mol，1molH₂轉(zhuǎn)化成1molH₂O，轉(zhuǎn)移2mol電子，所以1.6molH₂可轉(zhuǎn)移3.2mol的電子。

7．(09海南卷3)除去NaHCO₃溶液中混有的少量Na₂CO₃可采取的方法是：

A．通入二氧化碳?xì)怏w　　　　 B．加入氫氧化鋇溶液

C．加入澄清石灰水　　　　　 D．加入稀鹽酸

答案：A

6．(09上海卷10)9.2g金屬鈉投入到足量的重水中，則產(chǎn)生的氣體中含有

A．0.2mol中子　　　　　　 B．0.4mol電子

C．0.2mol質(zhì)子　　　　　　 D．0.4mol分子

答案：B

5．(09福建卷10) 在一定條件下，Na₂CO₃溶液存在水解平衡：。下列說法正確的是

A. 稀釋溶液，水解平衡常數(shù)增大　　　　　　

B. 通入CO₂，平衡朝正反應(yīng)方向移動(dòng)　

C. 升高溫度，減小　　　　　　　

D. 加入NaOH固體，溶液PH減小

答案：B

解析：平衡常數(shù)僅與溫度有關(guān)，故稀釋時(shí)是不變的，A項(xiàng)錯(cuò)；CO₂通入水中，相當(dāng)于生成H₂CO₃，可以與OH^－反應(yīng)，而促進(jìn)平衡正向移動(dòng)，B項(xiàng)正確；升溫，促進(jìn)水解，平衡正向移動(dòng)，故表達(dá)式的結(jié)果是增大的，C項(xiàng)錯(cuò)；D項(xiàng)，加入NaOH,堿性肯定增強(qiáng)，pH增大，故錯(cuò)。

4．(09浙江卷12)市場上經(jīng)常見到的標(biāo)記為Li-ion的電池稱為“鋰離子電池”。它的負(fù)極材料是金屬鋰和碳的復(fù)合材料(碳作為金屬鋰的載體)，電解質(zhì)為一種能傳導(dǎo)Li的高分子材料。這種鋰離子電池的電池反應(yīng)為：

　　　　　 　　　　Li+2Li

下列說法不正確的是

A．放電時(shí)，負(fù)極的電極反應(yīng)式：Li-e=Li

B．充電時(shí)，Li既發(fā)生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)

C．該電池不能用水溶液作為電解質(zhì)

D．放電過程中Li向負(fù)極移動(dòng)

答案：^D

^解析：

A項(xiàng)，　　 Li從零價(jià)升至正價(jià)，失去電子，作為負(fù)極，正確；

B項(xiàng)，　　　 反應(yīng)逆向進(jìn)行時(shí)。反應(yīng)物只有一種，故化合價(jià)既有升，又有降，所以既發(fā)

生氧化反應(yīng)又發(fā)生還原反應(yīng)，正確；

C項(xiàng)，　　　 由于Li可以與水反應(yīng)，故應(yīng)為非水材料，正確；

D項(xiàng)，原電池中陽離子應(yīng)遷移至正極失電子，故錯(cuò)。

3．(09天津卷2) 25 ℃時(shí)，濃度均為0.2 mol/L的NaHCO₃和Na₂CO₃溶液中,下列判斷不正確的是

A.均存在電離平衡和水解平衡

B.存在的粒子種類相同

C.c(OH^-)前者大于后者

D.分別加入NaOH固體，恢復(fù)到原溫度，c(CO₃^3-)均增大

答案：^C

^解析：

相同濃度時(shí)，Na₂CO₃的堿性強(qiáng)于NaHCO₃，C項(xiàng)錯(cuò)。

2．(09全國卷Ⅱ8)下列敘述中正確的是

A. 向含有CaCO₃沉淀的水中通入CO₂ 至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO₃ 飽和溶液，又有CaCO₃沉淀生成

B. 向Na₂ CO₃溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，生成的CO₂與原Na₂ CO₃的物質(zhì)的量之比為1：2.

C. 等質(zhì)量的NaHCO₃和Na₂ CO₃分別與足量鹽酸反應(yīng)，在同溫同壓下，生成的CO₂體積相同

D. 向Na₂ CO₃飽和溶液中通入CO₂，有NaHCO₃結(jié)晶析出

答案：^D

^解析：

^{CaCO3與CO2反應(yīng)生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3是沒有現(xiàn)象的，A項(xiàng)錯(cuò)；}

向Na₂CO₃溶液中逐滴加入等物質(zhì)的量的稀鹽酸，^{僅生成NaHCO3，無CO2氣體放出，B項(xiàng)錯(cuò)；}

^{等質(zhì)量的}NaHCO₃和Na₂CO₃，其中NaHCO₃的物質(zhì)的量多，與足量HCl反應(yīng)時(shí)，放出的CO₂多，C項(xiàng)錯(cuò)；

D項(xiàng)，發(fā)生的反應(yīng)為：Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O =2NaHCO₃↓，由于NaHCO₃的溶解性較小，故有結(jié)晶析出，正確。

1．(09全國卷Ⅰ11)為了檢驗(yàn)?zāi)澈��?sub>雜質(zhì)的樣品的純度，現(xiàn)將克樣品加熱，其質(zhì)量變?yōu)?sub>g,，則該樣品的純度(質(zhì)量分?jǐn)?shù))是

A.

B.

C.

D.

答案：A

解析：

2NaHCO₃ 　Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O 　　　　 m (減少)

　 2×84　　　　 106　　　　　　　　 　　　　　　62

　　 x　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　(W1- w2)

解得x=，將其帶入下式可得： w(Na₂CO₃)= (w1- x )/W1 = ，A項(xiàng)正確。

20．(09寧夏卷26)(14分)堿式碳酸銅可表示為：xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O,測定堿式碳酸銅組成的方法有多種。

(1)現(xiàn)采用氫氣還原法，請回答如下問題：

①寫出xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O與氫氣反應(yīng)的化學(xué)方程式　　　　　　　　　　　 ；

②試驗(yàn)裝置用下列所有儀器連接而成，按氫氣流方向的連接順序是(填入儀器接口字母編號)：

(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)

③稱取23.9g某堿式碳酸銅樣品，充分反應(yīng)后得到12.7g殘留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。該樣品的結(jié)晶水質(zhì)量為　　　　　 　g，化學(xué)式為　　　　　　 ；

(2)某同學(xué)以氮?dú)獯�替氫氣，并用上述全部或部分儀器來測定堿式碳酸銅的組成，你認(rèn)為是否可行？請說明理由。　　　　　　　　　　　　 。

答案：

(1)①xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O+(x+y)H ₂ = (x+y)Cu+ xCO₂+(x+2y+z)H₂O

②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l

③1.8　 CuCO₃·Cu(OH) ₂·H₂O

(2)可行　 根據(jù)反應(yīng)xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O=(x+y)CuO+ xCO₂↑+(y+z)H₂O↑,依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量)，即可計(jì)算出其組成。

解析：

(1)本題的堿式碳酸銅與氫氣反應(yīng)看似一個(gè)很難的信息，其實(shí)細(xì)心一點(diǎn)只要把它理解為CuCO₃和Cu(OH)₂受熱分解后產(chǎn)物CuO再與氫氣反應(yīng)，第①問題便可以解決；對于②要能分析出測定反應(yīng)后CO₂和H₂O質(zhì)量，因此對于氫氣發(fā)生器后儀器的選擇是除氯化氫和水蒸氣，防止對后續(xù)測定影響就可以了，因?yàn)闇y定H₂O和CO₂分別用濃硫酸和堿石灰是固定的。

(2)其實(shí)在分析(1)①方程式書寫時(shí)便得到了堿式碳酸銅熱分解方程式： xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O=(x+y)CuO+ xCO₂↑+(y+z)H₂O↑，稍加分析可知，依據(jù)堿式碳酸銅、CuO、CO₂和H₂O質(zhì)量(或其中任意三個(gè)量)，即可計(jì)算出其組成。

堿金屬及其化合物