2019年诺贝尔化学奖由M．Stanley Whittingham、JohnB．Goode...

2019年诺贝尔化学奖由M．Stanley Whittingham、JohnB．Goodenough和吉野彰三位科学家分享，以表彰他们在锂电池发展上做出的杰出贡献。以石墨烯和金属锂为电极的锂-空气电池原理如图所示。下面关于该电池的说法错误的是（　　 ）

A.锂电极的电极反应式：Li-e-=Li+

B.空气中的O2在石墨烯电极上发生还原反应

C.电池工作时电流从锂电极沿导线流向石墨烯电极

D.电池工作时锂离子向石墨烯电极方向移动

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美国科学家JohnB．Goodenough荣获2019年诺贝尔化学奖，他指出固态体系锂电池是锂电池未来发展方向。Kumar等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池，其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法错误的是（　　 ）

A.a极反应为“Li－e-=Li+，b极发生还原反应

B.充电时，Li＋由a极通过固体电解液向b极移动

C.电路中转移4mol电子，大约需要标准状况下112L空气

D.与铅蓄电池相比，该电池的比能量大

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JohnB.Goodenough等三位科学家因为在锂离子电池研究领域的突出贡献获得2019年诺贝尔化学奖。碳酸锂是一种常见的锂离子电池原料，一种以锂辉石为原料制取碳酸锂的工艺如图：(锂辉石：LiAl(SiO3)2，也表示为Li2O·Al2O3·4SiO2，还含微量的钠、钙、镁等元素)

[查阅资料]：Li2CO3为无色单斜晶系结晶体，熔点618℃，溶于硫酸，微溶于水，在冷水中的溶解度比热水中大。

（1）在“硫酸浸出”流程，将硫酸加热到130℃的目的是___________________________。

（2）工业上高温煅烧FePO4、Li2CO3和草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的混合物制取电池材料磷酸亚铁锂(LiFePO4)，反应的化学方程式为__________________________________。

（3）LiFePO4含有Fe、Li两种金属元素，它们的焰色反应的颜色分别是___________

A.黄色、紫红色B.绿色、黄色C.无焰色反应、紫红色D.黄色、无焰色反应

（4）在“Li2CO3分离、洗涤”流程，用热水洗涤的原因是___________________________。

（5）某浓差电池的原理示意如图所示，可用该电池从浓缩海水中提取LiCl溶液。

电池中的Y电极为________（填“正极”或“负极”或“阳极”或“阴极”）。X极的电极反应方程式为：________________________________________________。Y极每生成标况下22.4LCl2，有_________molLi+经过离子导体。

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2019年度诺贝尔化学奖授予美国得州大学奥斯汀分校JohnB.Goodenough教授等人，以表彰其在锂离子电池的发展方面作出的突出贡献。研究表明：Li-Cu4O(PO4)2电池的正极的活性物质Cu4O(PO4)2制备的原理为：2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O。请回答：

（1）在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素在周期表中位置是__。

（2）Cu4O(PO4)2中Cu2+基态电子排布式为__，PO43-的空间构型是___。

（3）在硫酸铜溶液中加入过量KCN，生成配合物[Cu(CN)4]2-，则[Cu(CN)4]2-中含有的σ键与π键的数目比为__。

（4）(NH4)2SO4中电负性最大的元素是__。所含化学键的类型有__。

（5）冰晶胞中水分子的空间排列方式与金刚石晶胞类似，如图：

①每个冰晶胞平均占有__个水分子，冰的熔点远低于金刚石熔点的原因是__。

②在气相中NH3易与H2O通过氢键以水合物形式存在。试写出水合物NH3·H2O的结构式：__。

（6）如图甲所示为二维平面晶体示意图。其中表示CuCl2的晶体结构的是___（填“a”或“b”）。金属铜的晶胞如图乙所示，铜原子的配位数是__。若此晶胞立方体的边长为apm，金属铜的密度为ρg·cm-3，则阿伏加德罗常数可表示为___mol-1（用含a、ρ的代数式表示）。

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美国科学家John B.Goodenough荣获2019年诺贝尔化学奖，他指出固态体系锂电池是锂电池未来的发展方向。Kumar等人首次研究了固态可充电、安全性能优异的锂空气电池，其结构如图所示。已知单位质量的电极材料放出电能的大小称为电池的比能量。下列说法正确的是

A.放电时，a极反应为：Al-3e-=A13+，b极发生还原反应

B.充电时，Li+由a极通过固体电解液向b极移动

C.与铅蓄电池相比，该电池的比能量小

D.电路中转移4mole-，大约需要标准状况下112L空气

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2019年诺贝尔化学奖授予了对锂离子电池方面的研究作出贡献的约翰·B·古迪纳夫(John B.Goodenough)等三位科学家。已知可充电镍酸锂离子电池的工作原理如图所示，其总反应为：。下列说法不正确的是(　　 )

A.放电时，A电极为作原电池负极

B.放电时，B电极反应式为

C.充电时，A电极反应式为

D.充电时，当电路中通过电子的电量时，A、B两极质量变化差为

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2019年诺贝尔化学奖授予了对锂离子电池方面的研究作出贡献的约翰·B·古迪纳夫(John B.Goodenough)等三位科学家。已知可充电镍酸锂离子电池的工作原理如图所示，其总反应为：。下列说法不正确的是(　　 )

A.放电时，A电极为作原电池负极

B.放电时，B电极反应式为

C.充电时，A电极反应式为

D.充电时，当电路中通过电子的电量时，A、B两极质量变化差为

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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷厄姆和吉野彰三位科学家，以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。请回答下列问题：

（1）LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。基态Co原子核外电子排布式为___，基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为___；该能层能量最高的电子云在空间有___个伸展方向，原子轨道呈___形。

（2）[Co(NO3－)4]2－中Co2+的配位数为4，配体中N的杂化方式为__，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为___(填元素符号)，1mol该配离子中含σ键数目为___NA。

（3）LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为___(用n代表P原子数)。

（4）钴蓝晶体结构如图，该立方晶胞由4个I型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为___，晶体中Al3+占据O2－形成的___(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为___g·cm－3(列计算式)。

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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古德伊纳夫、斯坦利·惠廷汉和吉野彰三位科学家，以表彰他们在锂电池领域所做出的巨大贡献。请回答下列问题：

(1)LiCoO2、LiFePO4常用作锂离子电池的正极材料。

①基态Co原子核外电子排布式为_______________；

②基态磷原子中，电子占据的最高能层符号为______；该能层能量最高的电子云在空间有_____个伸展方向。

(2)[Co(NO3)4]2－的配体中N原子的杂化方式为____，该配离子中各元素的第一电离能由小到大的顺序为________(填元素符号)，1mol该配离子中含σ键数目为_____NA。

(3)LiFePO4属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为____________(用n代表P原子数)。

(4)①Li2O被广泛用作玻璃的组分，其熔点______Na2O(填高于或者低于)，判断理由_____。

②Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示，已知其晶胞参数为0.4665nm，NA为阿伏加德罗常数的值，则Li2O的密度为___________g·cm－3(列出计算式)。

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2019年诺贝尔化学奖颁发给美国的约翰∙古迪纳夫、英国斯坦利∙维丁汉姆、日本吉野彰三位科学家，以表彰他们在锂电池方面的贡献。锂电池常用正极材料之一LiFePO4，该化合物中元素原子半径最小的是

A.Li B.Fe C.P D.O

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