2019年10 月9 日诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越...

2019年10 月9 日诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。PC15、LiFePO4聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6等可作制锂离子电池的材料。回答下列问题：

(l)Fe 的价层电子排布式为______________。Li、Fe、Cl、P 四种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________________。

(2) PC13中心原子P 杂化类型是___________。将氨水和FeCl3 溶液混合后过滤出沉淀，再将沉淀溶入KOH 饱和溶液中，得到6 – 羟基配合物溶液，该配合物的化学式为_____。

(3)下列物质沸点最高的是_____________。

.A.正戊烷[ CH3 ( CH2)3CH3 ]　　　　　　　 B. l-丙醇 ( CH3 CH2 CH2OH)

C.乙二醇( HOCH2 CH2OH)　　 .　　　　 D. 丙醛( CH3CH2 CHO)

(4)熔融的PC15冷却后变为白色的离子晶体，晶体的晶胞如图所示，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子，写出阴、阳离子的化学式　 __________；正四面体形阳离子中键角大于PC13 的键角原因为______________。

(5)电池工作时，Li+ 沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移的过程如图甲所示（图中阴离子未画出）。电解质LiPF6或LiAsF6的阴离子结构如图所示（X=P、As）。

相同条件，Li+　 在LiAsF6 中比在LiPF6 中迁移较快，原因是 ________________。

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2019年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。LiFePO4、聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6和LiCl等可作锂离子聚合物电池的材料。回答下列问题：

（1）Fe的价层电子排布式为___。

（2）Li、F、P、As四种元素的电负性由大到小的顺序为___。

（3）乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近，但沸点高出100℃，原因是___。

（4）电池工作时，Li+沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移的过程如图甲所示（图中阴离子未画出）。电解质LiPF6或LiAsF6的阴离子结构如图乙所示(X=P、As)。

①聚乙二醇分子中，碳、氧的杂化类型分别是___、___。

②从化学键角度看，Li+迁移过程发生___（填“物理变化”或“化学变化”）。

③PF6中P的配位数为___。

④相同条件，Li+在___（填“LiPF6”或“LiAsF6”）中迁移较快，原因是___。

（5）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。LiCl·3H2O属正交晶系（长方体形）。晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。如图为沿x轴投影的品胞中所有Cl原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cl原子的数目为___。LiCl·3H2O的摩尔质量为Mg·mol-1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则LiCl·3H2O晶体的密度为___g·cm-3（列出计算表达式）。

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2019年诺贝尔化学奖授予三位化学家，以表彰其对研究开发锂离子电池作出的卓越贡献。LiFePO4、聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6和LiCl等可作锂离子聚合物电池的材料。回答下列问题：

（1）Fe的价层电子排布式为___。

（2）Li、F、P、As四种元素的电负性由大到小的顺序为___。

（3）乙二醇(HOCH2CH2OH)的相对分子质量与丙醇(CH3CH2CH2OH)相近，但沸点高出100℃，原因是___。

（4）电池工作时，Li+沿聚乙二醇分子中的碳氧链迁移的过程如图甲所示（图中阴离子未画出）。电解质LiPF6或LiAsF6的阴离子结构如图乙所示(X=P、As)。

①聚乙二醇分子中，碳、氧的杂化类型分别是___、___。

②从化学键角度看，Li+迁移过程发生___（填“物理变化”或“化学变化”）。

③PF6中P的配位数为___。

④相同条件，Li+在___（填“LiPF6”或“LiAsF6”）中迁移较快，原因是___。

（5）以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标。LiCl·3H2O属正交晶系（长方体形）。晶胞参数为0.72nm、1.0nm、0.56nm。如图为沿x轴投影的品胞中所有Cl原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中Cl原子的数目为___。LiCl·3H2O的摩尔质量为Mg·mol-1，设NA为阿伏加德罗常数的值，则LiCl·3H2O晶体的密度为___g·cm-3（列出计算表达式）。

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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：

（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

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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：

已知：Ksp ( Li2CO3)=1.6×10-3 。部分物质的溶解度（S）如下表所示：

（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___。

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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（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_______________。

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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)。

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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)。

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