题目内容

如图所示的锂离子电池主要利用碳的还原和氧化进行工作，比传统的镉镍电池、氢镍电池性能更优越。则下列叙述正确的是

A 充电过程中，B极被氧化
B 该电池充放电的总反应式为：LiCoO2＋C6Li1－xCoO2＋LixC6
C 放电时A极是负极，C6X－发生氧化反应
D 放电时B极是负极， Li发生氧化反应

B

解析

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（2010?江苏）正极材料为LiCoO2的锂离子电池已被广泛用作便携式电源．但钴的资源匮乏限制了其进一步发展．
（1）橄榄石型LiFePO4是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过（NH4）2Fe（SO4）2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得．
①共沉淀反应投料时，不将（NH4）2Fe（SO4）2和LiOH溶液直接混合的原因是
Fe2+在碱性条件下更容易被氧化
Fe2+在碱性条件下更容易被氧化
．
②共沉淀反应的化学方程式为
（NH4）2Fe（SO4）2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O
（NH4）2Fe（SO4）2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O
．
③高温成型前，常向LiFePO4中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的LiFePO4的导电性能外，还能
与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化
与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化
．
（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有LiCoO2及少量AI、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂．

①在上述溶解过程中，S2O32-被氧化成SO42-，LiCoO2在溶解过程中反应的化学方程式为
8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O
8LiCoO2+Na2S2O3+11H2SO4=4Li2SO4+8CoSO4+Na2SO4+11H2O
．
②Co（OH）2在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如右图所示．已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为
CoO
CoO
．（填化学式）；在350～400℃范围内，剩余固体的成分为
Co2O3、Co3O4
Co2O3、Co3O4
．（填化学式）．
运用所学的化学反应原理研究化学反应很有意义．请回答下列问题：
（1）合成氨原料中的H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得．部分1mol物质完全燃烧生成常温下稳定氧化物的△H数据如下表：
物质 △H（kJ/mol）
H2（g） -285.8
CO（g） -283.0
CH4（g） -890.3
已知1mol H2O（g）转变为1molH2O（l）时放热44.0kJ．写出CH4和水蒸气在高温下反应得到CO和H2的热化学方程式
CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ/mol
CH4（g）+H2O（g）═CO（g）+3H2（g）△H=+206.1kJ/mol
．
（2）500°C、50Mpa时，在容积为VL的定容容器中加入n mol N2、3n mol H2，反应达到平衡后N2的转化率为a．则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值为
4n
4n-2na
4n
4n-2na
．
（3）若把标准状况下4.48L氨气通入到100g19.6%的硫酸溶液中，所得溶液中的溶质是
NH4HSO4
NH4HSO4
，溶液中离子浓度从大到小的顺序是
c（H+）＞c（SO42-）＞c（NH+4）＞c（OH-）
c（H+）＞c（SO42-）＞c（NH+4）＞c（OH-）
．
（4）某温度时，BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示．有沉淀析出的是
b
b
点（填字母）．a点对应的Ksp
等于
等于
c点对应的Ksp （填大于、等于或小于）
（5）以磷酸亚铁锂（LiFePO4）为电极材料的新型锂离子电池具有稳定性高、安全、对环境友好等优点，可用于电动汽车．该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为
FePO4+Li++e-═LiFePO4
FePO4+Li++e-═LiFePO4
．
（2013?漳州二模）钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO?TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质．利用钛铁矿制备锂离子电池电极材料（钛酸锂Li4Ti5O12和磷酸亚铁锂LiFePO4）的工业流程如图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl-=Fe2++TiOCl42-+2H2O
（1）化合物FeTiO3中铁元素的化合价是
+2
+2
．
（2）滤渣A的成分是
SiO2
SiO2
．
（3）滤液B中TiOCl42-转化生成TiO2的离子方程式是
TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-
TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-
．
（4）反应②中固体TiO2转化成（NH4）2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示．反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是
温度过高时，反应物氨水（或双氧水）受热易分解
温度过高时，反应物氨水（或双氧水）受热易分解
．

（5）反应③的化学方程式是
（NH4）2Ti5O15+2 LiOH=Li2Ti5O15↓+2NH3?H2O（或2NH3+2H2O）
（NH4）2Ti5O15+2 LiOH=Li2Ti5O15↓+2NH3?H2O（或2NH3+2H2O）
．
（6）由滤液D制备LiFePO4的过程中，所需  17%双氧水与H2C2O4的质量比是
20：9
20：9
．
（7）若采用钛酸锂（Li4Ti5O12）和磷酸亚铁锂（LiFePO4）作电极组成电池，其工作原理为：Li4Ti5O12+3LiFePO4?
 
      充电
Li7Ti5O12
放电
+3FePO4该电池充电时阳极反应式是
LiFePO4-e-=FePO4+Li+
LiFePO4-e-=FePO4+Li+
．

如图所示的锂离子电池主要利用碳的还原和氧化进行工作，比传统的镉镍电池、氢镍电池性能更优越。则下列叙述正确的是

A  充电过程中，B极被氧化

B  该电池充放电的总反应式为：LiCoO2＋C6Li1－xCoO2＋LixC6

C  放电时A极是负极，C6X－发生氧化反应

D  放电时B极是负极， Li发生氧化反应

 

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