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9.(09四川卷29)(15分)

新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:

方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CHCOO) Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。

方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。

在锂郭了电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂郭子选移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:

请回答下列问题:

(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原是                  

(2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有            (填化学式)生成。

(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为

                  

(4)写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式:

                  

(5)已知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

                  

答案:

(1)为了防止亚铁化合物被氧化              (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)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定,请回答:

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是   ,在导线中电子流动方向为   

   (用a、b 表示)。

(2)负极反应式为    

(3)电极表面镀铂粉的原因为              

(4)该电池工作时,H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此,大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:

Ⅰ.2Li+H22LIH

Ⅱ.LiH+H2O==LiOH+H2

①反应Ⅰ中的还原剂是   ,反应Ⅱ中的氧化剂是   

②已知LiH固体密度为0.82g/cm3。用锂吸收224L(标准状况)H2,生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为    

③由②生成的LiH与H2O作用,放出的H2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为       mol。

答案:

  

    ③32

解析:

本题考查电化学知识。

(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H2 + O2 =2H2O,其中H2从零价升至+1价,失去电子,即电子从a流向b。

(2)负极为失去电子的一极,即H2失电子生成H+,由于溶液是碱性的,故电极反应式左右应各加上OH

(3)铂粉的接触面积大,可以加快反应速率。

(4)I.Li从零价升至+1价,作还原剂。II.H2O的H从+1降至H2中的零价,作氧化剂。由反应I,当吸收10molH2时,则生成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,实际参加反应的H2为20×80%=1.6mol,1molH2转化成1molH2O,转移2mol电子,所以1.6molH2可转移3.2mol的电子。

20.(09宁夏卷26)(14分)碱式碳酸铜可表示为:xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。

(1)现采用氢气还原法,请回答如下问题:

①写出xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O与氢气反应的化学方程式           

②试验装置用下列所有仪器连接而成,按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号):

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

③称取23.9g某碱式碳酸铜样品,充分反应后得到12.7g残留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品的结晶水质量为       g,化学式为      

(2)某同学以氮气代替氢气,并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成,你认为是否可行?请说明理由。            

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  根据反应xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O=(x+y)CuO+ xCO2↑+(y+z)H2O↑,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量(或其中任意三个量),即可计算出其组成。

解析:

(1)本题的碱式碳酸铜与氢气反应看似一个很难的信息,其实细心一点只要把它理解为CuCO3和Cu(OH)2受热分解后产物CuO再与氢气反应,第①问题便可以解决;对于②要能分析出测定反应后CO2和H2O质量,因此对于氢气发生器后仪器的选择是除氯化氢和水蒸气,防止对后续测定影响就可以了,因为测定H2O和CO2分别用浓硫酸和碱石灰是固定的。

(2)其实在分析(1)①方程式书写时便得到了碱式碳酸铜热分解方程式: xCuCO3·yCu(OH) 2·zH2O=(x+y)CuO+ xCO2↑+(y+z)H2O↑,稍加分析可知,依据碱式碳酸铜、CuO、CO2和H2O质量(或其中任意三个量),即可计算出其组成。

碱金属及其化合物

 0  8757  8765  8771  8775  8781  8783  8787  8793  8795  8801  8807  8811  8813  8817  8823  8825  8831  8835  8837  8841  8843  8847  8849  8851  8852  8853  8855  8856  8857  8859  8861  8865  8867  8871  8873  8877  8883  8885  8891  8895  8897  8901  8907  8913  8915  8921  8925  8927  8933  8937  8943  8951  447348 

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