2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
已知:Ksp ( Li2CO3)=1.6×10-3 。部分物质的溶解度(S)如下表所示:
T℃ | S(Li2CO3)/g | S(Li2SO4)/g | S(Li3PO4)/g |
20 | 1.33 | 34.2 | 0.039 |
80 | 0.85 | 30.5 | —— |
100 | 0.72 | —— |
(1)从“正极”可以回收的金属有___。
(2)写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式___。
(3)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池充电时正极的电极反应式为___。
(4)酸浸时产生标准状况下3.36LNO时,溶解 LiFePO4___mol(其他杂质不与HNO3反应),若用H2O2代替HNO3,发生反应的离子方程式为___。
(5)流程中用“热水洗涤”的原因是___。
(6)若滤液②中c(Li+)=4mol/L,加入等体积的Na2CO3后,Li+的沉降率到90%,计算滤液③中c(CO32-)=___mol/L。
(7)“沉淀”时___(填“能”或“不能”)用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3溶液,原因是___。
高三化学工业流程中等难度题
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
已知:KSP ( Li2CO3)=2.0×10-3 。部分物质的溶解度(S)如下表所示:
T℃ | S(Li2CO3)/g | S(Li2SO4)/g | S(Li3PO4)/g |
20 | 1.33 | 34.2 | 0.039 |
80 | 0.85 | 30.5 | —— |
100 | 0.72 | —— |
(1) 流程中用“热水洗涤”的原因是____________。
(2)写出碱溶时Al箔溶解的化学方程式 ___________。
(3)酸浸时,用H2O2代替HNO3更好,其优点是________。
(4)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为____。
(5)若滤液②中c(Li+)=4mol/L,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率达到90%,计算滤液③中c(CO32-)=____mol/L
高三化学工业流程困难题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
已知:Ksp ( Li2CO3)=1.6×10-3 。部分物质的溶解度(S)如下表所示:
T℃ | S(Li2CO3)/g | S(Li2SO4)/g | S(Li3PO4)/g |
20 | 1.33 | 34.2 | 0.039 |
80 | 0.85 | 30.5 | —— |
100 | 0.72 | —— |
(1)从“正极”可以回收的金属有___。
(2)写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式___。
(3)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池充电时正极的电极反应式为___。
(4)酸浸时产生标准状况下3.36LNO时,溶解 LiFePO4___mol(其他杂质不与HNO3反应),若用H2O2代替HNO3,发生反应的离子方程式为___。
(5)流程中用“热水洗涤”的原因是___。
(6)若滤液②中c(Li+)=4mol/L,加入等体积的Na2CO3后,Li+的沉降率到90%,计算滤液③中c(CO32-)=___mol/L。
(7)“沉淀”时___(填“能”或“不能”)用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3溶液,原因是___。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
(1)从“正极”可以回收的金属有___________。
(2)“碱溶”时Al箔溶解的离子方程式_________。
(3)“酸浸”时产生标准状况下2.24L NO时,则被氧化的LiFePO4为______mol。(其他杂质不与HNO3反应)
(4)实验测得滤液②中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率到99%,则滤液③中c(CO32-)=________ mol·L-1。 [Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6,电池中的固体电解质可传导Li+。充电时,Li+移向_______(填“阳极”或“阴极”);放电时,正极反应式为_______。
(6)磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定:称取1.40g试样用盐酸溶解,在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液,再加入HgCl2饱和溶液,用二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.030 mol·L-1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色,消耗重铬酸钾溶液40.00mL。
已知:2Fe3++Sn2++6Cl-=SnCl62-+2Fe2+
4Cl-+Sn2++2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
① 实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是__________。
② 磷酸亚铁锂电池中铁的含量为_______。
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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:
(1)从“正极”可以回收的金属有___________________。
(2)“碱溶”时Al箔溶解的离子方程式_________________________。
(3)“酸浸”时产生标准状况下2.24L NO时,则被氧化的LiFePO4为_________mol。(其他杂质不与HNO3反应)
(4)实验测得滤液②中c(Li+)=4 mol·L-1,加入等体积的Na2CO3溶液后,Li+的沉降率到99%,则滤液③中c(CO)=________mol·L-1。 [Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3]
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:LiFePO4+6C Li1-xFePO4+LixC6,电池中的固体电解质可传导Li+。放电时,正极反应式为________________________。
(6)磷酸亚铁锂电池中铁的含量可通过如下方法测定:称取1.40g试样用盐酸溶解,在溶液中加入稍过量的SnCl2溶液,再加入HgCl2饱和溶液,用二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.030 mol·L-1重铬酸钾溶液滴定至溶液由浅绿色变为蓝紫色,消耗重铬酸钾溶液40.00mL。
已知:2Fe3++Sn2++6Cl-= SnCl+2Fe2+
4Cl-+Sn2++2HgCl2= SnCl+Hg2Cl2
6Fe2++Cr2O+14H+ = 6Fe3++2Cr3++7H2O
①实验中加入HgCl2饱和溶液的目的是________________________。
②磷酸亚铁锂电池中铁的含量为_______________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
2019年10月9日消息,诺贝尔化学奖颁给约翰●B.古迪纳夫、M●斯坦利●威廷汉和吉野彰,以表彰他们“开发锂离子电池”的贡献。磷酸亚铁锂(化学式:LiFePO4)是锂离子电池电极材料,主要用于动力锂离子电池,作为正极活性物质使用,人们习惯也称其为磷酸铁锂。
(1)基态锂原子核外能量最高的电子电子云轮廓图形状为__;基态磷原子第一电离能比基态硫的__(填“大”或“小”),原因是__。
(2)实验室中可用KSCN或K4[Fe(CN)6]来检验Fe3+。FeCl3与KSCN溶液混合,可得到配位数为5的配合物的化学式是__,其中硫、碳的杂化类型分别是__、__。
(3)磷酸和亚磷酸(H3PO3)是磷元素的两种含氧酸。PO43-的空间构型为__;亚磷酸与NaOH反应只生成Na2HPO3和NaH2PO3两种盐,则H3PO3的结构式为__。
(4)磷酸分子间脱水可生成多磷酸,其某一钙盐的结构如图所示:
由图推知该多磷酸钙盐的通式为__。
(5)氧化亚铁晶体的晶胞如图所示。已知:氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与O2-紧邻且等距离的Fe2+数目为__,Fe2+与O2-最短核间距为___pm。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖由约翰·B·古迪纳夫、M·斯坦利·威廷汉、吉野彰三人分获,以表彰他们研究锂离子电池做出的贡献。锂离子正极材料有LiMO2(M=Co、Ni、Mn) .
回答下列问题:
(1)基态Co原子价电子排布式为______,基态Li原子核外电子运动状态有____种。
(2)锂离子电池电解常用的锂盐有LiClO4、LiBF4等,常采用有机溶剂有乙醚、丙烯酯()等。
①LiClO4中阴离子空间构型为______,与其键合方式相同、空间构型也相同的离子和分子是___________________________ (各举一例).
②Li、Cl、F、B的电负性从大到小的顺序为_____;丙烯碳酸酯中碳原子的杂化方式是____。
③C2H5OC2H5(乙醚)的沸点比乙醇的低,其原因是________________。
(3)LiCoO2的晶胞是六棱柱,其结构如图所示:
晶胞中含氧原子数为_____,若晶胞的底边边长为a cm,高为c cm,阿伏加德罗常数的值为NA,则LiCoO2的密度为_______g·cm —3(列出计算式)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·惠廷厄姆与吉野彰这三位被称为“锂电池之父”的科学家,以表彰他们在锂离子电池领域作出的突出贡献。如图是一种最新研制的聚合物锂电池,a极为含有Li、Co、Ni、Mn、O等元素组成的混盐,电解质为一种能传导Li+的高分子复合材料,b极为镶嵌金属锂的石墨烯材料,反应原理为:LixC6+Li3-xNiCoMnO6C6+Li3NiCoMnO6。下列说法正确的是( )
A.充电时,Li+向电池的a极移动
B.放电时,电池的负极反应为LixC6-xe-=xLi++C6
C.充电时若转移的电子数为3.01×1023个,两极材料质量变化相差0.7g
D.该电池若采用盐酸、稀硫酸等酸性溶液作为电解质溶液,工作效率会更高
高三化学单选题简单题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖颁给了约翰·班尼斯特·古迪纳夫、迈克尔·斯坦利·惠廷汉姆和吉野彰,以表彰他们对锂离子电池研发的贡献。目前最安全的锂离子电池是LiFePO4电池,结构如图所示,电池中间是聚合物的隔膜,只允许Li+通过。
原理如下:(1-x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。
下列说法不正确的是( )
A.放电时,B电极发生氧化反应
B.放电时,导线转移1mol电子,B电极室质量减少7xg
C.充电时,A极电极反应式:xLiFePO4-xe-=xFePO4+xLi+
D.充电时,Li+从A电极室向B电极室移动
高三化学单选题困难题查看答案及解析
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)。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
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)。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析