题目内容

 正极材料为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）橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过、与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，不将和溶液直接混合的原因是     。

②共沉淀反应的化学方程式为             。

③高温成型前，常向中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的的导电性能外，还能                    。

（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有及少量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，被氧化成，在溶解过程中反应的化学方程式为                                。

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       。（填化学式）；

在350~400℃范围内，剩余固体的成分为       。（填化学式）。

 

 

 

 

 【答案】

(1)

①Fe2+在碱性条件下更易被氧化（凡合理答案均可）

②（NH4）2Fe（SO4）2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O

③与空气中O2反应，防止LiFePO4中的Fe2+被氧化

（2）

①  

②  、

解析:本题考察的知识比较散，涉及到能源利用，物质性质、化工流程分析，图表分析，覆盖面比较广。（1）①不能直接混合的原因是Fe2+在碱性条件下更容易被氧化；②根据题给的信息，发生的反应为（NH4）2Fe（SO4）2+LiOH+H3PO4=LiFePO4+2NH4HSO4+H2O③消耗空气中的O2,保护Fe2+,防止Fe2+被氧化；（2）①通过题给信息可知LiCoO2与Na2S2O3发生了氧化还原反应，反应为8 LiCoO2+ Na2S2O3+11H2SO4=4LiSO4+8CoSO4+ Na2SO4+11 H2O②根据质量的变化，在变化过程中，Co的质量没有变，通过题给数据看，在10000C是Co(OH)2完全分解，则产物CoO，在0C时，固体的质量在89.25%-86.38%之间，可以通过极点进行分析，在2920C,n(Cr)n(O)=100/93：（89. *59/93)/16=2:3,其化学式为Co2O3在5000C n(Cr)n(O)= 100/93：（86. *59/93)/16=3:4其化学式为Co3O4，所以可以确定在0C时的化学式为Co2O3和Co3O4

 

 

练习册系列答案
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精英家教网锂和铍单质及化合物的性质具有特殊性．
I．石墨可以用作锂电池的负极材料，Li+嵌入石墨层间，形成LiC6嵌入式化合物，正极材料常用LixCoO2．
（1）电负性Li
 
Be（填“＞”或“＜”）．
（2）Co元素基态原子核外价电子排布式为
 
．
（3）在LiC6中，Li+与相邻石墨六元环的作用力类型为
 
．
II．固体氯化铍结构如图：
（4）铍原子杂化轨道类型为
 
．
（5）氯化铍分子中含有化学键类型有
 
（填序号）．
A．极性键     B．非极性键     C．配位键     D．离子键．

电池在人们的日常生活、工农业生产、教学、科研等各个方面具有广泛的应 用。电池按不同的划分标准可以划分为不同的种类，用氧化还原反应设计的电池统称 为化学电源。

（1）　　   化学电源能够把________能转化为________能。组成原电池的条件 之一是________插入电解质溶液中。下列属于化学电源的有_________。①蓄电池  ② 锌锰电池③充电电池④一次性电池

（2）化学电源的组成可以表示为：（一）负极材料‖A‖正极材料（＋）。A表示________，

离子在A中的电阻比电子在金属中的电阻________。对于不漏电的电池电子A中 ________（填通过、不通过）。

（3）1991年Sony公司首次推出商品化的锂离子电池，此后锂离子电池，此后锂子电 池的厂家如雨后春笋般在全世界出现，锂离子电池的品种和数量也在逐年增加。锂离 子电池的电压高，单个电池的电压是3.6V。锂离子电池的正极材料是锂的过渡金属氧 化物（例如LiCoO2）混以一定量的导电添加物（例如C）构成的混合导体，负级材料 是可插入锂的碳材料。

①锂在元素周期表中位于第________周期，第________族。②锂离子电池所用的下负 极材料都是不污染环境的无毒无害物质，作为密封电池无毒无害，可以放心使用，属 于绿色能源。而铝镍在生产过程中污染环境。铝镍电池的有毒物质是________，它作 为电池的________级。

 
电池在人们的日常生活、工农业生产、教学、科研等各个方面具有广泛的应 用。电池按不同的划分标准可以划分为不同的种类，用氧化还原反应设计的电池统称 为化学电源。

（1）　　   化学电源能够把________能转化为________能。组成原电池的条件 之一是________插入电解质溶液中。下列属于化学电源的有_________。①蓄电池  ② 锌锰电池③充电电池④一次性电池

（2）化学电源的组成可以表示为：（一）负极材料‖A‖正极材料（＋）。A表示________，

离子在A中的电阻比电子在金属中的电阻________。对于不漏电的电池电子A中 ________（填通过、不通过）。

（3）1991年Sony公司首次推出商品化的锂离子电池，此后锂离子电池，此后锂子电 池的厂家如雨后春笋般在全世界出现，锂离子电池的品种和数量也在逐年增加。锂离 子电池的电压高，单个电池的电压是3.6V。锂离子电池的正极材料是锂的过渡金属氧 化物（例如LiCoO2）混以一定量的导电添加物（例如C）构成的混合导体，负级材料 是可插入锂的碳材料。

①锂在元素周期表中位于第________周期，第________族。②锂离子电池所用的下负 极材料都是不污染环境的无毒无害物质，作为密封电池无毒无害，可以放心使用，属 于绿色能源。而铝镍在生产过程中污染环境。铝镍电池的有毒物质是________，它作 为电池的________级。

 

锂和铍单质及化合物的性质具有特殊性。

I．石墨可以用作锂电池的负极材料，Li+嵌入石墨层间，形成LiC6嵌入式化合物，正极材料常用LixCoO2。

（1）电负性Li       Be（填“>”或“<”）。

（2）Co元素基态原子核外价电子排布式为              。

（3）在LiC6中，Li+与相邻石墨六元环的作用力类型为          。

II．固体氯化铍结构如图：

（4）铍原子杂化轨道类型为            。

（5）氯化铍分子中含有化学键类型有          （填序号）。

A．极性键     B．非极性键     C．配位键     D．离子键

 
锂被誉为“21世纪的能源金属”，目前锂离子电池已经被广泛应用。
(1)金属锂的生产方法主要有熔盐电解法和热还原法，其中90%以上是由电解氯化锂--氯化钾熔盐法制备。写出电解方程式__________________。
(2)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________________。
②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________________。
(3)锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。目前工业上都是将含锂化合物转化为碳酸锂进行回收。
①实验室过滤沉淀锂所需的玻璃仪器有_______________。
②若过滤时发现滤液中有少量浑浊，从实验操作的角度给出两种可能的原因：________、_______。

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