钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用...

钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为：NaTi2(PO4)3 +2Na2NiFeII (CN)6 Na3Ti2(PO4)3 +2NaNiFeIII(CN)6（注：其中P的化合价为+5，Fe的上标II、III代表其价态）。下列说法不正确的是

A．放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应

B．放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中

C．充电过程中阳极反应式为：2NaNiFeIII(CN)6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFeII (CN)6

D．该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变

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钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池总反应为：NaTi2(PO4)3+2Na2NiFeII(CN)6Na3Ti2(PO4)3+2NaNiFeIII(CN)6（注：其中P的化合价为+5，Fe的上标II、III代表其价态）。下列说法不正确的是

A.放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应

B.放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中

C.充电过程中阳极反应式为：2NaNiFeIII(CN)6＋2Na＋＋2e－＝2Na2NiFeII(CN)6

D.该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na+的浓度基本保持不变

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钠离子电池具有资源广泛、价格低廉、环境友好、安全可靠的特点，特别适合于固定式大规模储能应用的需求。一种以Na2SO4水溶液为电解液的钠离子电池的总反应为：NaTi2(PO4)3＋2Na2NiFeⅡ(CN)6Na3Ti2(PO4)3＋2NaNiFeⅢ(CN)6(注：其中P的化合价为＋5，Fe的上标Ⅱ、Ⅲ代表其价态)。下列说法不正确的是(　　)

A. 放电时NaTi2(PO4)3在正极发生还原反应

B. 放电时负极材料中的Na＋脱离电极进入溶液，同时溶液中的Na＋嵌入到正极材料中

C. 该电池在较长时间的使用过程中电解质溶液中Na＋的浓度基本保持不变

D. 充电过程中阳极反应式为：2NaNiFeⅢ(CN)6＋2Na＋＋2e－===2Na2NiFeⅡ(CN)6

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最近我国科学家研制出一种高分子大规模储能二次电池，其示意图如下所示。这种电池具有寿命长、安全可靠等优点，下列说法错误的是

A.硫酸水溶液主要作用是增强导电性

B.充电时，电极b接正极

C.d膜是质子交换膜

D.充放电时，a极有

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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

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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】
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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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太阳能光电池由于具有可靠性高、寿命长等特点，适于很多特殊环境和场合，现已得到广泛应用。氮化镓(GaN)光电池的结构如图所示。下列说法中正确的是

A．离子交换膜为质子交换膜，H+从右池移向左池

B．Cu电极上的电极反应为：CO2 + 8e− + 8H+CH4 + 2H2O

C．该装置系统中只存在两种能量转化

D．常温下，当装置中有1 mol CH4生成时，GaN电极有44.8 L O2生成(不考虑O2的溶解性)

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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

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我国科研人员在钠离子电池研究中又取得新突破。钠离子电池与锂离子电池工作原理相同、制造工艺相似，而且具有资源丰富、成本低廉、安全性能好等特点。一种钠离子电池的负极材料为Na2Co2TeO6（制备原料为Na2CO3、Co3O4和TeO2），电解质溶液为的碳酸丙烯酯溶液。

回答下列问题：

（1）基态Na原子的电子排布式为__，最高能层电子云轮廓图形状为___。

（2）Te与S同主族，与同周期，Te属于元素周期表中__区元素，其基态原子的价电子排布图（即轨道表示式）为___。

（3）碳酸丙烯酯的结构简式为，则其中π键和σ键的数目之比为___，碳原子的杂化轨道类型为____。

（4）C元素的最高价氧化物的电子式为___，CO32-的VSEPR模型名称是___，ClO4-的立体构型是__。

（5）[Co(H2O)6]3+的几何构型为正八面体形，配体是__，该配离子包含的作用力为___（填选项字母）。

A.极性键　　　　 B.金属键　　　 C.氢键　　　 D.配位键

（6）由原料制备负极材料的反应过程中，是否有电子转移___（填“是”或者“否”）。

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钠离子电池由于成本低、资源丰富，成为取代锂离子电池在大规模储能领域应用的理想选择。作为钠离子电池的正极材料之一，束状碳包覆K3V2(PO4)3纳米线电极材料成为关注焦点之一。其制备工艺流程如图：

（资料）

①石煤的主要成分为V2O3，含有Al2O3、CaO、Fe2O3等杂质。

②+5价钒在溶液中的主要存在形式与溶液pH的关系如下表。

（1）K3V2(PO4)3中V的化合价为___。

（2）焙烧时，向石煤中加生石灰，将V2O3转化为Ca(VO3)2。

①为了提高焙烧过程中氧化效率，下述工艺步骤方法合理的是___。

a.在回转窑进行富氧焙烧，助燃风气量为煤气量的0.5~2倍

b.焙烧过程中，在焙烧物料中加入辅助剂，增加物料疏松度和透气性

c.窑体进行分段控温

d.调控料层厚度为窑体的2/3高度

②焙烧过程中主要反应的化学方程式为__________。

（3）实验时将NH4VO3、KOH和H3PO4按物质的量分别为5mmol、7.5mmol、7.5mmol依次溶解于20mL去离子水中，溶液颜色依次为白色浑浊、无色澄清透明和棕红色透明溶液。随后再加入H2C2O4·2H2O，搅拌至溶液变为黄绿色，草酸的量对K3V2(PO4)3形貌的影响如下：

①实验条件下束状碳包覆K3V2(PO4)3纳米线样品制备的最佳条件为___。

②亚硫酸钠是常用的还原剂，但实验中不能用亚硫酸钠代替草酸晶体，原因是___。

（4）加入的草酸晶体是过量的，其中只有的草酸为还原剂，将VO3-还原成VO2+，的草酸以C2O42-的形式存在，此过程中反应的离子方程式为___。

（5）“氩气中煅烧”时，氩气的作用是___。

（6）某工厂利用上述工艺流程，用10t石煤生产束状碳包覆K3V2(PO4)3纳米线0.8064t，若整个过程中钒的总回收率为80%，则石煤中钒元素的质量分数为___。

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