Question

【题目】2019年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池发展上做出突出贡献的三位杰出科学家。在锂离子电池中常用到磷酸亚铁锂（LiFePO4）作为优质正极材料。

（1）锂离子（Li+）属于_________（填“阴”或“阳”）离子。图一x的数值是______，图二中与锂原子的化学性质相似的粒子是______（填序号）。

（2）已知磷酸亚铁锂中锂元素显+1价，则磷元素显______价。

（3）在工业上制备磷酸亚铁锂时常发生如下反应：2LiH2PO4+Fe2O3+C2LiFePO4+2X+CO 根据质量守恒定律，则其中X的化学式是________。

Answer 1

【答案】阳 3 A +5 H2O

【解析】

（1）带正电的原子是阳离子，根据锂离子的符号可知锂离子是阳离子；图一表示锂原子结构示意图，核电荷数等于核外电子数，因此x=3；最外层电子数相同具有相似的化学性质，锂原子最外层电子数是1，因此图二中的元素A与锂原子具有相似的化学性质。故填：阳，3，A。

（2）根据化合物中各元素的化合价代数和为零计算磷酸亚铁锂中磷元素的化合价，已知锂元素显+1价，氧元素通常显-2价，亚铁离子显+2价，设磷元素化合价为x，可列式子：，计算得x=+5。故填：+5。

（3）根据质量守恒定律知化学反应前后元素的种类不变，原子的数目没有增减进行计算，制备磷酸亚铁锂时常发生如下反应：2LiH2PO4+Fe2O3+C2LiFePO4+2X+CO，反应前锂原子的个数是2，氢原子的个数是4，磷原子的个数是2，氧原子的个数是11，铁原子的个数是2，碳原子的个数是1，反应后已知化学式中锂原子的个数是2，磷原子个数是2，氧原子个数是9，铁原子个数是2，碳原子个数是1，因此2X中共含有4个氢原子和两个氧原子，因此X的化学式为H2O。故填：H2O。