2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家。有两种常见锂电池：一种是采...

2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家，其研究的是两种常见锂电池：一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”；另一种是采用磷酸铁锂（LiFePO4）为正极的电池。请回答下列问题：

（1）利用FeSO4、(NH4)2HPO4、LiOH为原料以物质的量之比1∶1∶1反应生成LiFePO4，该化学反应方程式为________________。

（2）Mn位于元素周期表的_____区（填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”），基态钴原子的未成对电子数为______，1mol [CoCl (NH3)5] Cl2 中含σ键数目为__NA。

（3）磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3，这四种酸中酸性最强的是_____。PO43-的空间构型是___，中心原子的杂化方式是______。

（4）PH3是_____分子（填“极性”或“非极性”），其在水中的溶解性比NH3小，原因是______。

（5）硫化锂Li2S（摩尔质量Mg∙mol-1）的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，硫化锂的晶体为反萤石结构，其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为ag·cm-3，则距离最近的两个S2-的距离是_______nm。（用含a、M、NA的计算式表示）

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2019 年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家，其研究的是两种常见锂电池：一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”；另一种是采用磷酸铁锂(LiFePO4)为正极的电池。请回答下列问题：

(1)Mn位于元素周期表的_____区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)，基态钴原子的未成对电子数为_____，1mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中含σ键数目为___ NA。

(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3，这四种酸中酸性最强的是______________。的空间构型是________________，HPO3中心原子的杂化方式是_________________。

(3)PH3是_____分子(填“极性”或“非极性”)，其在水中的溶解性比NH3小，原因是____。

(4)硫化锂Li2S(摩尔质量Mg∙mol-1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，硫化锂的晶体为反萤石结构，其晶胞结构如下图。S2-的配位数是______；若硫化锂晶体的密度为a g·cm -3，则距离最近的两个S2-的距离是_____nm。(用含 a、M、NA的计算式表示)。

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2019年的化学诺贝尔奖颁给了为锂电池研究作出贡献的三位科学家。有两种常见锂电池：一种是采用镍钴锰酸锂Li(NiCoMn)O2或镍钴铝酸锂为正极的“三元材料锂电池”；另一种是采用磷酸铁锂为正极的磷酸铁锂电池。请回答下列问题：

(1)基态钴原子的价电子排布式为____，Mn位于元素周期表的____ 区(填“s”或“p”或“d”或“ds”或“f”)。

(2)磷元素可以形成多种含氧酸H3PO4、H3PO2、H3PO3、HPO3，这四种酸中酸性最强的是___。PO43-的空间构型是 ___，中心原子的杂化方式是 ____。

(3)CoO、MnO两种氧化物的熔点由高到低的顺序是 ___，原因是 ___。

(4)PH3是____分子(填“极性”或“非极性”)，其在水中的溶解性比NH3小，原因是 _____

(5)硫化锂Li2S(摩尔质量Mg∙mol-1)的纳米晶体是开发先进锂电池的关键材料，硫化锂的晶体为反萤石结构，其晶胞结构如图。若硫化锂晶体的密度为ag.cm-3，则距离最近的两个S2-的距离是___nm。(用含a、M、NA的计算式表示)

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2019年诺贝尔化学奖颁给了对锂离子电池研发作出卓越贡献的三位科学家。南开大学李福军研究团队以C3N4作为Li-O2可充电电池的光电极，提升了电池的能量效率，其充电工作原理如图所示。下列说法不正确的是（　　）

A.离子交换膜为阳离子交换膜

B.放电时，Li+移向Li电极

C.放电时，Li电极为负极，发生氧化反应

D.充电时，光电极的电极反应式为∶ Li2O2-2e-= 2Li++O2↑

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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年诺贝尔化学奖颁给了为锂电池发展作出突出贡献的三位科学家。某废旧锂电池正极主要由LiFePO4、铝箔、炭黑等组成，Fe、Li、P具有极高的回收价值，具体流程如下：

（1）过程ⅰ生成NaAlO2溶液的离子方程式是__。

（2）过程ⅱ中HCl/H2O2的作用是__。

（3）浸出液X的主要成分为 Li+、Fe3+、H2PO4-等。过程ⅲ控制碳酸钠溶液浓度20%、温度85 ℃、反应时间3 h条件下，探究pH对磷酸铁沉淀的影响，如图所示。

①综合考虑铁和磷沉淀率，最佳pH为__。

②结合平衡移动原理，解释过程ⅲ中pH增大，铁和磷沉淀率增大的原因__。

③当pH＞2.5后，随pH增加，磷沉淀率出现了减小的趋势，解释其原因__。

（4）LiFePO4可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与LiOH溶液发生共沉淀反应制取，共沉淀反应的化学方程式为__。

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2019 年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池领域作出突出贡献的三位科学家。一类锂离子电池的电池总反应为Lix C6 ＋Li1-xYC6 (石墨)+LiY 。已知电子电量为1.6 ×10－19 C ，下列关于这类电池的说法中错误的是

A.金属锂的价电子密度约为 13760 C/g B.从能量角度看它们都属于蓄电池

C.在放电时锂元素发生了还原反应 D.在充电时锂离子将嵌入石墨电极

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2019年诺贝尔化学奖颁给了三位为锂离子电池发展作出重要贡献的科学家。我国科学家开发的一种“磷酸钒锂/石墨锂离子电池”在4.6 V电位区电池总反应为：Li3C6+V2(PO4)36C+Li3V2(PO4)3，下列有关说法正确的是（　　 ）

A.用Li3V2(PO4)3作负极材料

B.放电过程中，当外电路中通过0.1 mol电子时M极质量减少0.7 g

C.充电时，Li+向N极区迁移

D.充电时，N极反应为V2(PO4)3+3Li++3e-=Li3V2(PO4)3

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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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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

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