Question

14．金属在自然界中大多以化合态形式存在，但它们在日常生活中应用比较广泛，需要进行冶炼．
（1）铝热反应常用来冶炼某些难熔金属，下列物质中，不能发生铝热反应的是MgO（填标号）．
a．CuO b．MgO c．Fe₃0₄ d．MnO₂
（2）金属鲤常用于制备电池，北斗卫星采用磷酸铁钾（LiFepO₄）电池，已知LiFepO₄新型锂离子动力电池放电时总反应式为FePO₄+Li═LiFepO₄
①该电池的正极反应式为FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，电池内部Li⁺向正极移动．
②维持电流强度为5A，电池工作10分钟，理论上消耗锂约为0.22g（保留两位小数，已知F=96500C•mol^-1）
③该电池的电解质溶液能否用水配制？（填“能”或“不能”），原因是因为电解材料锂与水反应生成氢气．

Answer 1

分析 （1）铝热反应可冶炼熔点高的活泼性比Al弱的金属，以此来解答；
（2）①放电时，正极上FePO₄得电子发生还原反应，电极反应式为：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，原电池中阳离子向正极移动；
②持电流强度为5A，电池工作10分钟，则电量为5A×600s=3000C，转移电子的物质的量为$\frac{3000C}{96500C/mol}$，以此计算消耗锂的质量；
③该电池的电解质溶液不能水用配制，因为电解材料锂与水反应．

解答 解：（1）铝热反应可冶炼熔点高的活泼性比Al弱的金属，由金属活泼性可知，只有Mg的金属性大于Al，而a、c、d中金属的活泼性小于Al，则只有b不能与铝粉发生铝热反应，故答案为：MgO；
（2）①放电时，正极上FePO₄得电子发生还原反应，电极反应式为：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，原电池中阳离子向正极移动，故答案为：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄；正；
②持持电流强度为5A，电池工作10分钟，则电量为5A×600s=3000C，转移电子的物质的量为$\frac{3000C}{96500C/mol}$，则消耗锂的质量为$\frac{3000C}{96500C/mol}$×6.941 g/mol=0.22g，
故答案为：0.22；
③该电池的电解质溶液不能水用配制，因为电解材料锂与水反应，故答案为：不能，因为电解材料锂与水反应生成氢气．

点评 本题考查化学电源新型电池知识，本题难度不大，注意根据电池反应书写电极反应式的方法，以及离子的定向移动问题．