锂离子电池是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。(l) LiFePO...

（物质结构与性质）

硅电池、锂离子电池都是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。

(l) LiFePO4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料，这与PO43-的结构密切相关，PO43-的立体构型为____。P、O、S的电负性从大到小的顺序为______________

(2)通常在电极材料表面进行“碳”包覆处理以增强其导电性。抗坏血酸常被用作碳包覆的碳源，其易溶于水的原因是 ___，抗坏血酸中碳原子的杂化方式为 ___，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为______。(取材于选修3课本51页)。

(3) Li+过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O2而爆炸，实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子，下列结构式(黑点代表电子)中最有可能代表O2分子结构的是____(填标号)。

A．　　　　　 B．　　　 C．　　　　 D．

(4)目前最常用的电极材料有锂钴复合氧化物和石墨。

①锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构(图a)，按照Li-O-Co-O-Li–O-Co-O- Li--顺序排列，则该化合物的化学式为____，Co3+的价层电子排布式为_____。

②石墨晶胞(图b)层间距为d pm，C—C键长为a pm，石墨晶体的密度为p g/cm3，列式表示阿伏加德罗常数为____mol-l。

(5)硅酸盐中Si元素一般显+4价，如下图所示是一种无限长单键的多聚硅酸根离子的结构，其中“”表示Si原子，“”表示氧原子，则该长链硅酸根离子的通式为________________________。

高三化学综合题困难题查看答案及解析

锂离子电池是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。

(l) LiFePO4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料，这与PO43-的结构密切相关，PO43-的立体构型为____。P、O、S的电负性从大到小的顺序为______________

(2)通常在电极材料表面进行“碳”包覆处理以增强其导电性。抗坏血酸常被用作碳包覆的碳源，其易溶于水的原因是 ___，抗坏血酸中碳原子的杂化方式为 ___，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为______

(3) Li+过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O2而爆炸，实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子，下列结构式（黑点代表电子）中最有可能代表O2分子结构的是____（填标号）。

A.

B.

C.

D.

(4)目前最常用的电极材料有锂钴复合氧化物和石墨。

①锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构（图a），按照Li-O-Co-O-Li–O-Co-O- Li--顺序排列，则该化合物的化学式为____，Co3+的价层电子排布式为_____。

②石墨晶胞（图b）层间距为d pm，C—C键长为a pm，石墨晶体的密度为p g/cm3，列式表示阿伏加德罗常数为____mol-l。

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锂离子电池是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。

(l) LiFePO4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料，这与PO43-的结构密切相关，PO43-的立体构型为____。P、O、S的电负性从大到小的顺序为______________

(2)通常在电极材料表面进行“碳”包覆处理以增强其导电性。抗坏血酸常被用作碳包覆的碳源，其易溶于水的原因是 ___，抗坏血酸中碳原子的杂化方式为 ___，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为______

(3) Li+过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O2而爆炸，实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子，下列结构式（黑点代表电子）中最有可能代表O2分子结构的是____（填标号）。

A.

B.

C.

D.

(4)目前最常用的电极材料有锂钴复合氧化物和石墨。

①锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构（图a），按照Li-O-Co-O-Li–O-Co-O- Li--顺序排列，则该化合物的化学式为____，Co3+的价层电子排布式为_____。

②石墨晶胞（图b）层间距为d pm，C—C键长为a pm，石墨晶体的密度为p g/cm3，列式表示阿伏加德罗常数为____mol-l。

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LiFePO4是锂离子电池一种电极材料，其结构稳定、资源丰富、安全性能好、无毒．该电极材料在充放电时的变化如图所示，下列有关说法正确的是（　　）

A. 放电时该电极为负极

B. 充电是Li+向阳极移动

C. 充电时该电极发生氧化反应，反应式为LiFePO4﹣e﹣=FePO4+Li+

D. 该电池可以用磷酸溶液作电解质

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析

LiFePO₄新型锂离子电池因其原材料丰富、对环境友好、循环性能和安全性能好的特点，具有广阔的应用前景。已知该电池放电时的电极反应式为：

正极：FePO₄+Li⁺+e^－=LiFePO₄，负极：Li－e^－=Li⁺，下列说法中正确的是

A．充电时阳极反应为Li⁺+e^－=Li

B．充电时动力电池上标注“－”的电极应与外接电源的负极相连

C．放电时电池内部Li⁺向负极移动

D．放电时，在正极上是Li⁺得电子被还原

高三化学选择题中等难度题查看答案及解析

锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能，且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点，是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图：

已知：Ksp(FePO4·xH2O)＝1.0×10－15，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。

(1)在合成磷酸铁时，步骤Ⅰ中pH的控制是关键。如果pH<1.9，Fe3＋沉淀不完全，影响产量；如果pH＞3.0，则可能存在的问题是________________。

(2)步骤Ⅱ中，洗涤是为了除去FePO4·xH2O表面附着的________等离子。

(3)取3组FePO4·xH2O样品，经过高温充分煅烧测其结晶水含量，实验数据如下表：

固体失重质量分数＝×100%，则x＝_______(精确至0.1)。

(4)步骤Ⅲ中研磨的作用是__________________________________。

(5)在步骤Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

(6)H3PO4是三元酸，如图是常温下溶液中含磷微粒的物质的量分数(δ)随pH变化示意图。则PO第一步水解的水解常数K1的表达式为______，K1的数值最接近______(填字母)。

A．10－12.4　　B．10－1.6　　 C．10－7.2　　　 D．10－4.2

高三化学综合题困难题查看答案及解析

锂离子电池是目前具有最高比能量的二次电池。LiFePO4可极大地改善电池体系的安全性能，且具有资源丰富、循环寿命长、环境友好等特点，是锂离子电池正极材料的理想选择。生产LiFePO4的一种工艺流程如图：

已知：Ksp(FePO4·xH2O)＝1.0×10－15，Ksp[Fe(OH)3]＝4.0×10－38。

(1)在合成磷酸铁时，步骤Ⅰ中pH的控制是关键。如果pH<1.9，Fe3＋沉淀不完全，影响产量；如果pH＞3.0，则可能存在的问题是________________。

(2)步骤Ⅱ中，洗涤是为了除去FePO4·xH2O表面附着的________等离子。

(3)取3组FePO4·xH2O样品，经过高温充分煅烧测其结晶水含量，实验数据如下表：

固体失重质量分数＝×100%，则x＝_______(精确至0.1)。

(4)步骤Ⅲ中研磨的作用是__________________________________。

(5)在步骤Ⅳ中生成了LiFePO4、CO2和H2O，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

(6)H3PO4是三元酸，如图是常温下溶液中含磷微粒的物质的量分数(δ)随pH变化示意图。则PO第一步水解的水解常数K1的表达式为______，K1的数值最接近______(填字母)。

A．10－12.4　　B．10－1.6　　 C．10－7.2　　　 D．10－4.2

【答案】　 生成Fe(OH)3杂质，影响磷酸铁的纯度 　 NO、NH、H＋(只要写出NO、NH即可)　 2.1　 使反应物混合均匀，增大反应速率，提高反应产率(答案合理即可)　 24∶1　 　 　 B

【解析】磷酸和硝酸铁溶液中加入氨水调节溶液pH值2-3目的是生成磷酸铁，过滤、洗涤、干燥得到FePO4·xH2O，加入葡萄糖和磷酸锂研磨、干燥在有氩气的装置中高温煅烧得到LiFePO4，（1）步骤I中pH的控制是关键．如果pH＜1.9，Fe3＋沉淀不完全，影响产量；如果pH＞3.0，则可能存在的问题是：生成Fe(OH)3杂质，影响磷酸铁的纯度；（2）步骤II中，洗涤是为了除去FePO4·xH2O表面附着的NO3－、NH4＋、H＋；（3）图表中固体失重质量分数的平均值=（19.9%+20.1%+20.0%）/3=20.0%， ,x=2.1，；（4）步骤III中研磨的作用使反应物混合均匀，增大反应速率，提高反应产率(答案合理即可) ；（5）在步骤IV中生成了LiFePO4、CO2和H2O，反应的化学方程式为：24FePO4+C6H12O6+12Li2CO3=24LiFePO4+18CO2+6H2O，则氧化剂与还原剂的物质的量之比为24：1；（6）H3PO4是三元酸，则PO42－第一步水解的离子方程式为：PO43－+H2O HPO42－+OH－，水解常数K1的表达式=c(OH－)c(HPO42－)/c(PO43－)，图象中可知c（PO43－）=c（HPO42－）时，pH=12.4，则c（OH－）=10-14/10-12.4=10-1.6mol·L－1，故选B。

【题型】综合题
【结束】
11

黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题:

（1）基态Cu原子的价电子排布式为________

（2）从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是:I1(Fe)____I1(Cu)(填“>“<"或“=”)

（3）血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2+)可用于治疗缺铁性贫血。吡略和血红素的结构如下图:

①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为_______

②1mol吡咯分子中所含的σ键总数为____个。分子中的大π键可用表示，其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,则吡略环中的大π键应表示为_____。

③C、N、O三种元素的简单氢化物中，沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。

④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的,则血红蛋白中的Fe2+与O2是通过_____键相结合。

（4）黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2SO3H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构　 型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是____________

（5）用石墨作电极处理黄铜矿可制得硫酸铜溶液和单质硫。石墨的晶体结构如下图所示,虚线勾勒出的是其晶胞。则石墨晶胞中含碳原子数为____个。已知石墨的密度为ρg/cm3,C-C键的键长为rcm,设阿伏加德罗常数的值为NA,则石墨晶体的层间距d=______cm。

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钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。钛铁矿主要成分为FeTiO3（含有少量MgO、SiO2等杂质），Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

(1)Ti位于元素周期表中的位置为________。钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是_______。

(2)过程①中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是_________。

(3)过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度的关系如图所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是___________。

(4)写出由滤液D生成FePO4的离子方程式____________________________________。

(5)由流程图可知FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

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钛(22Ti)由于其特殊的性能被誉为“未来世纪的金属”。钛铁矿主要成分为FeTiO3(含有少量MgO、SiO2等杂质)，Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿来制备，工艺流程如下：

⑴钛铁矿在预处理时需要进行粉碎，其原因是__________________________________。

⑵过程①中，铁的浸出率结果如图所示。由图可知，当铁的浸出率为80%时，所采用的实验条件是_________________________。

⑶过程②中固体TiO2与双氧水、氨水反应转化成(NH4)2Ti5O15溶液时，Ti元素的浸出率与反应温度关系如图所示，反应温度过高时，Ti元素浸出率下降的原因是_______________________。

⑷写出由滤液D生成FePO4的离子方程式_____________________________________________

⑸由流程图可知FePO4制备LiFePO4的化学方程式是_________________________。

高三化学工业流程简单题查看答案及解析

化学与科技、社会、生产密切相关，下列说法错误的是 

A.高纯硅具有良好的半导体性能，可用于制光电池

B.大米、玉米、小麦中的淀粉经水解可变成乙醇

C.港珠澳大桥钢筋表面的环氧树脂涂层属于合成高分子材料

D.利用二氧化碳制造全降解塑料，可以缓解温室效应

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