2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池研究方面做出了贡献的三位科学家。高能LiFePO4电...

2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池研究方面做出了贡献的三位科学家。高能LiFePO4电池的反应原理：xLiFePO4+nCFePO4+LixCn

下列说法错误的是

A.放电时，电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a

B.充电时，Li+向右移动，电极b的电势大于电极a的电势

C.充电时，电极b的电极反应式：LixCn－xe－===nC+xLi+

D.放电时，电极a的电极反应式：xFePO4+xLi++xe－===xLiFePO4

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2019年诺贝尔化学奖授予在锂离子电池研究方面做出了贡献的三位科学家。高能电池的反应原理：xLiFePO4+nCxFePO4+LixCn

下列说法不正确的是

A.放电时，电子由电极b经导线、用电器、导线到电极a

B.充电时，向右移动，电极b的电势大于电极a的电势

C.充电时，电极b的电极反应式：

D.放电时，电极a的电极反应式：

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2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)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)如表所示：

(1)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是__________。

A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，残余的能量会集中释放，可能会造成安全隐患。

B.预放电时电池中的锂离子移向负极，不利于提高正极片中锂元素的回收率。

C.热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。

(2)写出碱溶时主要发生反应的离子方程式：________。

(3)为提高酸浸的浸出率，除粉碎、搅拌、升温外，还可采用的方法有______。(写出一种即可)

(4)酸浸时产生标况下3.36 L NO时，溶解LiFePO4________mol(其他杂质不与HNO3反应)。

(5)若滤液②中c(Li＋)＝4 mol·L－1，加入等体积的Na2CO3后，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%，计算滤液③中c(CO32－)＝__________mol/L。

(6)流程中用“热水洗涤”的原因是________。

(7)工业上将回收的Li2CO3、FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4，写出反应的化学方程式：_________。

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2019年10月9日诺贝尔化学奖授予在锂离子电池方向研究有突出贡献的三位科学家。LiFePO4电池是新能源汽车关键部件之一，其工作原理如图所示，其中有电极反应为xLi－xe－=xLi+。下列说法错误的是

A.充电时，电极a与电源的负极连接，电极b与电源正极连接

B.电池驱动汽车前进时，正极的电极反应为：Li1-xFePO4+xLi++xe－=LiFePO4

C.电池驱动汽车后退时，负极材料减重1.4g，转移0.4mol电子

D.电池进水将会大大降低其使用寿命

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2019年10月9日，瑞典皇家科学院宣布2019年度诺贝尔化学奖授予在锂离子电池的发展方面做出贡献的科学家。某高能电池，多应用于公共交通。电池工作时结构如图所示，电池中间是聚合物的隔膜，主要作用是在反应过程中只让通过，电池工作时总反应可以表示为：。下列说法不正确（　　 ）

A.电池工作时，电极B为负极

B.充电时，电极A上的电势比电极B上的高

C.电池工作时，A极电极反应式：

D.充电时，以铅蓄电池为电源，则电极A与电极相连

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2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家，一种高能LiFePO4电池多应用于公共交通，结构如图所示。电池中间是聚合物的隔膜，其主要作用是在反应过程中只让Li＋通过，原理如下：(1－x)LiFePO4＋xFePO4＋LixCnLiFePO4＋nC。下列说法错误的是

A.放电时，Li+向正极移动

B.放电时，电子由负极→用电器→正极

C.充电时，阴极反应为xLi+＋nC＋xe-＝LixCn

D.充电时，当溶液中通过1 mol e-时，阳极质量减小7g

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2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂被誉为“高能金属”,是锂离子电池的电极材料。工业上常用β锂辉矿(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2以及少量钙、镁杂质)和氟磷灰石(Ca5P3FO12)为原料制取锂离子电池正极材料LiFePO4,工艺流程如图:

已知:①残留在溶液中的离子浓度小于10-5 mol·L-1 说明该离子沉淀完全;

②常温下，Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34、Ksp[Mg(OH)2]= 1.2×10-1 ;

③LiFePO4难溶于水。

回答下列问题:

（1）氟磷灰石(Ca5P3FO12 )中磷元素的化合价为______ , 滤渣2的主要成分是______(写化学式)。

（2）操作I所需的玻璃仪器名称有烧杯____________，操作 3的名称是_____________。

（3）蒸发浓缩Li2SO4溶液的目的是_____________________。

（4）写出合成反应的离子方程式:____________________________________。

（5）一种锂离子电池的反应原理为LiFePO4Li+FePO4。写出放电时正极电极反应式:_____________________________。

（6）若某企业制备110.6 t纯净的LiFePO4,需要300t含氧化锂5%的β锂辉矿石,则锂元素的利用率为__________________。

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2019年诺贝尔化学奖颁给了为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。高能 LiFePO4电池结构如图所示，电池中间为聚合物的隔膜，其主要作用是反应过程中只让Li+通过。已知电池的反应原理：（1-x）LiFePO4+xFePO4+LixCn LiFePO4+nC,下列说法正确的是

A.充电时，Li+向左移动

B.放电时，电子由负极经导线、用电器、导线到正极

C.充电时，阴极电极反应式：xLi++xe-+nC═LixCn

D.放电时，正极电极反应式：xLiFePO4-xe-═xFePO4+xLi+

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2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂被誉为“高能金属”，是锂电池的电极材料，工业上用β-锂辉矿(主要成分为Li2O·Al2O3·4SiO2以及少量钙、镁杂质)和氟磷灰石(Ca5P3FO12)联合制取锂离子电池正极材料(LiFePO4)，其工业生产流程如图：

已知：①Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34；

②LiFePO4难溶于水。

回答下列问题：

（1）氟磷灰石(Ca5P3FO12)中磷元素的化合价为___，沉淀X的主要成分是___(写化学式)。

（2）操作3的名称是___，操作1所需的玻璃仪器名称为___。

（3）蒸发浓缩Li2SO4溶液的目的是___。

（4）写出合成反应的离子方程式___。

（5）科学家设计一种锂电池的反应原理为LiFePO4Li+FePO4，放电时正极反应式为___。

（6）工业上取300吨含氧化锂5%的β-锂辉矿石，经上述变化得到纯净的LiFePO4共110.6吨，则元素锂的利用率为___。

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2019年10月9日诺贝尔化学奖授予对锂电池方面研究有贡献的三位科学家。磷酸铁锂电池是绿色环保型电池，电池的总反应为：Li1-xFePO4+LixC6= LiFePO4+C6。磷酸亚铁锂（LiFePO4）可用作锂离子电池正极材料，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。

（1）基态Li原子中，核外电子排布式为_______，占据的最高能层的符号是_______。

（2）该电池总反应中涉及第二周期的元素的第一电离能由大到小的顺序是_______（用元素符号表示）。

（3）FeCl3和LiFePO4中的铁元素显+3、+2价，请从原子结构角度解释Fe为何能显+3、+2价_______。

（4）苯胺（）与甲苯（）的相对分子质量相近，但苯胺的熔点（−5.9℃）、沸点（184.4℃）分别高于甲苯的熔点（−95.0℃）、沸点（110.6℃）， 原因是_______。

（5）NH4H2PO4中，NH4+的空间构型为_______。与PO43-互为等电子体的分子或离子有_______（写两种），PO43-中磷原子杂化轨道类型为_______。

（6）锂晶体为A2型密堆积即体心立方结构（见图），晶胞中锂的配位数为_______。若晶胞边长为a pm，则锂原子的半径r为_______ pm。

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