研究表明,利用FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3和苯胺()制备的磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。
(1)Fe2+基态核外电子排布式为________。
(2) N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为________。
(3) CO32-中心原子轨道的杂化类型为________;与CO32-互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。
(4) 1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为________;苯胺与甲苯的相对分子质量相近,但苯胺的沸点高于甲苯,其原因是________________________________。
高三化学综合题中等难度题
研究表明,利用FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3和苯胺()制备的磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。
(1)Fe2+基态核外电子排布式为________。
(2) N、P、O三种元素的电负性由大到小的顺序为________。
(3) CO32-中心原子轨道的杂化类型为________;与CO32-互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。
(4) 1 mol苯胺分子中含有σ键的数目为________;苯胺与甲苯的相对分子质量相近,但苯胺的沸点高于甲苯,其原因是________________________________。
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磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料。 LiFePO4可用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺()等作为原料制备。
(1) Fe2+基态核外电子排布式为________,PO43-的空间构型为________(用文字描述)。
(2) NH4H2PO4中,除氢元素外,其余三种元素第一电离能最大的是____(填元素符号)。
(3) 1 mol含有的σ键数目为___,苯胺的沸点高于甲苯的主要原因是________。
(4) 一个LiCl晶胞(如图)中,Li+数目为________。
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锂离子二次电池正极材料磷酸亚铁锂是应用广泛的正极材料之一。一种制备磷酸亚铁锂的化学方法为:C+4FePO4+2Li2CO34LiFePO4+3CO2↑.回答下列问题:
(1)Fe失去电子变成为阳离子时首先失去______轨道的电子。
(2)C、O、Li原子的第一电离能由大到小的顺序是______;PO43-的空间构型为______。
(3)C与Si同主族,CO2在高温高压下所形成的晶体结构与SiO2相似,该晶体的熔点比SiO2晶体______(填“高”或“低”)。硅酸盐和SiO2一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元,下图表示一种含n个硅原子的单链式多硅酸根的结构(投影如图1所示),Si原子的杂化类型为______,其化学式可表示为______。
(4)图2表示普鲁士蓝的晶体结构(个晶胞,K+未标出,每隔一个立方体在立方体体心有一个钾离子)。
①普鲁士蓝晶体中每个Fe3+周围最近且等距离的Fe2+数目为______个。
②晶体中该立方体的边长为a nm,设阿伏加德罗常数为NA,其晶体密度为______g•cm-3。
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新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位,可用作节能环保电动汽车的动力电池。 磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
【方法一】 将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
【方法二】 将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
【方法三】 以铁红、锂辉石LiAl (SiO3)2 (含少量Ca2+、Mg2+的盐)、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下:
己知: 2LiAl (SiO3) 2+ H2SO4(浓)=Li2SO4+ Al2O3·4SiO2·H2O↓
溶解度/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
溶解度(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
溶解度(Li2SO4) /g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.5 |
(1) 在方法一中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为______________________________。
(2)在方法二中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有H2O、________(填化学式)生成。
(3)方法一与方法二中,制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是________________。
(4)在方法三中从滤渣I中可分离出Al2O3,如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式________________。
(5)向滤液II中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是___________________________。(6) 写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式______________________________________。
(7)磷酸铁锂锋动力电池(简称LFP) 是一种高效、超长寿命的二次电池。其工作原理为:
C6Li+FePO4C6Li(1-x)+ (1-x) FePO4+xLiFePO4充电时,写出阴极反应方程式____________________。
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新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO) Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子选移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:
请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是
。
(2)在方法一所发生的反应中,除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有 、
、 (填化学式)生成。
(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为
。
(4)写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式:
。
(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为
。
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新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO) Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:
请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是 。
(2)在方法一所发生的反应中, 除生成磷酸亚铁锂、乙酸外, 还有 、 、 (填化学式)生成。
(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为 。
(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式: 。
(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为 。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位,可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_________________。
(2)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
(3)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为 。
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新能源汽车的核心部件是锂离子电池,常用磷酸亚铁锂(LiFePO4)做电极材料。对LiFePO4废旧电极(含杂质Al、石墨粉)回收并获得高纯Li2CO3的工业流程图如下:
资料:碳酸锂在水中溶解度:
温度/℃ | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
溶解度/g | 1.54 | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 | 0.72 |
(1)过程i研磨粉碎的目的是_______。
(2)过程ii加入足量NaOH溶液的作用是______。
(3)过程iii采用不同氧化剂分别进行实验,均采用Li含量为3.7%的原料,控制pH为3.5,浸取1.5h后,实验结果如下表所示:
序号 | 酸 | 氧化剂 | 浸出液Li+浓度(g/L) | 滤渣中Li含量/% |
实验1 | HCl | H2O2 | 9.02 | 0.10 |
实验2 | HCl | NaClO3 | 9.05 | 0.08 |
实验3 | HCl | O2 | 7.05 | 0.93 |
①实验2中,NaClO3与盐酸反应生成黄绿色气体,大大增加了酸和氧化剂的用量,该反应的离子方程式为______。
②结合实验结果和①中的现象,最终选择H2O2作为氧化剂,原因是______。
③过程iii得到的浸出液循环两次的目的是_____。
(4)浸出液中存在大量H2PO4−和HPO42−,已知:H2PO4− ⇌ HPO42− +H+,HPO42−⇌ PO43−+H+,结合平衡移动原理,解释过程iv得到磷酸铁晶体的原因_____。
(5)对比过程iv和v,说明过程iv不用饱和Na2CO3溶液的原因______。
(6)简述过程vi的操作_______。
高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析
磷酸铁锂(LiFePO4)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂,开辟了处理硫酸亚铁废液一条新途径。其主要流程如下:
已知:H2TiO3是种难溶于水的物质。
(1)钛铁矿用浓硫酸处理之前,需要粉碎,其目的是________ 。
(2)TiO2+水解生成H2TiO3的离子方程式为________ 。
(3)加入NaClO发生反应的离子方程式为________ 。
(4)在实验中,从溶液中过滤出H2TiO3后,所得滤液浑浊,应如何操作 。
(5)为测定钛铁矿中铁的含量,某同学取经浓硫酸等处理的溶液(此时钛铁矿中的铁已全部转化为二价铁离子),采取KMnO4标准液滴定Fe2+的方法:(不考虑KMnO4与其他物质反应)在滴定过程中,若未用标准液润洗滴定管,则使测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”),滴定终点的现象是 。滴定分析时,称取a g钛铁矿,处理后,用c mol/L KMnO4标准液滴定,消耗V mL,则铁元素的质量分数的表达式为 。
高三化学填空题极难题查看答案及解析