【題目】LiFePO4用于鋰離子二次電池的電極材料,可由LiI和FePO4制備。
(1)FePO4難溶于水,制備方法如下:
Ⅰ.用稍過(guò)量的稀H2SO4溶解廢鐵屑,加熱,攪拌,過(guò)濾;
Ⅱ.向?yàn)V液中加入一定量的H2O2;
Ⅲ.向含F(xiàn)e3+的溶液加入Na2HPO4溶液,過(guò)濾后經(jīng)進(jìn)一步處理得FePO4。
①Ⅰ中反應(yīng)進(jìn)行完全的現(xiàn)象是__________________________________。
②用離子方程式說(shuō)明H2O2的作用是_______________________________。
③Na2HPO4溶液顯堿性的原因是_________________________。
(2)制備LiFePO4:將FePO4與LiI混合,在惰性氣氛中加熱,制得LiFePO4;衔風(fēng)iI中碘離子的作用是___________。
(3)鋰離子二次電池的負(fù)極材料為金屬鋰和石墨的復(fù)合材料(石墨作為金屬鋰的載體),電池反應(yīng)為:FePO4(s)+Li(s)LiFePO4(s),裝置如下:
①該電池不能用電解質(zhì)水溶液,原因是___________。
②放電時(shí),b極的電極反應(yīng)式是____________。
【答案】 不再產(chǎn)生氣泡 2Fe2+ + 2H+ + H2O2 = 2Fe3+ + 2H2O 由于HPO42-可以電離:HPO42- PO43- + H+ ,又可以水解:HPO42- +H2O H2PO4- + OH-,且水解程度大于電離程度,所以溶液溶解顯堿性。 作還原劑 金屬Li可與水發(fā)生反應(yīng)(或2Li + 2H2O =2LiOH + H2↑) FePO4 +Li+ +e- =LiFePO4
【解析】(1)用稍過(guò)量的稀H2SO4溶解廢鐵屑,濾液中主要溶質(zhì)為FeCl2,向?yàn)V液中加入過(guò)氧化氫將亞鐵離子氧化成Fe3+,向含Fe3+的溶液加入Na2HPO4溶液,過(guò)濾后經(jīng)進(jìn)一步處理得FePO4。
①稀H2SO4溶解廢鐵屑時(shí),有氫氣產(chǎn)生,當(dāng)反應(yīng)完全時(shí),則不再產(chǎn)生氣泡,故答案為:不再產(chǎn)生氣泡;
②向?yàn)V液中加入過(guò)氧化氫將亞鐵離子氧化成Fe3+,過(guò)氧化氫被還原為水,離子方程式為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案為:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
③Na2HPO4溶液顯堿性的原因是由于HPO42-可以電離:HPO42-PO43-+H+,又可以水解:HPO42-+H2OH2PO4-+OH-,且水解程度大于電離程度,所以溶液溶解顯堿性,故答案為:由于HPO42-可以電離:HPO42-PO43-+H+,又可以水解:HPO42-+H2OH2PO4-+OH-,且水解程度大于電離程度,所以溶液溶解顯堿性;
(2)將FePO4與LiI混合,在惰性氣氛中加熱,制得LiFePO4,鐵元素的化合價(jià)從+3價(jià)降到+2價(jià),得到電子,說(shuō)明化合物LiI中碘離子失去電子作還原劑,故答案為:還原劑;
(3)①金屬Li可與水發(fā)生反應(yīng)(或2Li+2H2O=2LiOH+H2↑),故應(yīng)為非水材料,故答案為:金屬Li可與水發(fā)生反應(yīng)(或2Li+2H2O=2LiOH+H2↑);
②根據(jù)鋰離子電池的電池反應(yīng)式為:FePO4(s)+Li(s)LiFePO4(s),可知,放電時(shí),Li的化合價(jià)升高,被氧化,a為原電池的負(fù)極,負(fù)極的電極反應(yīng)式:Li-e-=Li+; b為正極,正極上發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為FePO4 +Li+ +e- =LiFePO4,故答案為:FePO4 +Li+ +e- =LiFePO4。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】固體粉末X中含有K2SO3、K2CO3、FeO、MnO2等物質(zhì),現(xiàn)取X進(jìn)行連續(xù)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過(guò)程及產(chǎn)物如下:
請(qǐng)回答:
(1)氣體C的主要成分(填化學(xué)式)________。
(2)溶液B中存在的所有陽(yáng)離子是___________________ 。
(3)沉淀甲中加濃鹽酸產(chǎn)生氣體A的離子方程式是______________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有機(jī)物E是合成某藥物的中間體,化合物E與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng),且環(huán)上的一元取代物只有兩種結(jié)構(gòu);有機(jī)物N可轉(zhuǎn)化為G、F,且生成的G、F物質(zhì)的量之比為n(G)∶n(F)=1∶3,1 mol G與足量的金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生H2 33.6L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。各物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化流程如下(無(wú)機(jī)產(chǎn)物省略):
已知:①—ONa連在烴基上不會(huì)被氧化;
②同一個(gè)碳原子上連接2個(gè)-OH不穩(wěn)定
請(qǐng)回答:
(1)E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式 。
(2)下列說(shuō)法不正確的是 。
A.化合物B、F都能發(fā)生取代反應(yīng)
B.化合物A、G都能發(fā)生氧化反應(yīng)
C.一定條件下,化合物F與G反應(yīng)生成N,還可生成分子組成為C7H12O5和C5H10O4的化合物
D.從化合物A到M的轉(zhuǎn)化過(guò)程中,涉及到的反應(yīng)類(lèi)型有取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)、消去反應(yīng)和縮聚反應(yīng)
(3)寫(xiě)出B轉(zhuǎn)化為C和D的化學(xué)方程式 。
(4)寫(xiě)出符合下列條件的化合物A的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式: 。
①含有苯環(huán),且苯環(huán)上的一元取代物只有一種
②能與新制氫氧化銅懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀,且能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
(5)設(shè)計(jì)以CH2=CHCH3為原料制備G的合成路線(用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選) 。已知:
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】30℃時(shí),利用下圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果記錄如下表所示:
實(shí)驗(yàn) | a電極 | b電極 | 電解質(zhì)溶液 | 現(xiàn)象 |
I | Cu | Zn | 稀H2SO4 | 檢流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn) |
II | Fe | Al | 稀H2SO4 | 檢流計(jì)指針向左偏轉(zhuǎn) |
III | Fe | Al | 濃H2SO4 | 檢流計(jì)指針先向左偏轉(zhuǎn),后逐漸歸零,a電極表面逐漸變黑,b電極表面逐漸變白 |
IV | Fe | Al | 濃HNO3 | 檢流計(jì)指針迅速向右偏轉(zhuǎn),a電極逐漸溶解,b電極表面逐漸變白 |
下列說(shuō)法不正確的是( )
A. II中Al為負(fù)極,其電極反應(yīng)是:Al - 3e- = Al3+
B. III中的現(xiàn)象說(shuō)明Fe和Al表面形成致密的氧化膜,阻止了電極反應(yīng)的進(jìn)行
C. IV中Fe為負(fù)極,發(fā)生了氧化反應(yīng)
D. 上述實(shí)驗(yàn)表明:相同條件下,F(xiàn)e在濃HNO3中更穩(wěn)定,Al在濃H2SO4中更穩(wěn)定
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知25℃時(shí),AgI飽和溶液中c(Ag+)為1.22×10﹣8 mol/L,AgCl的飽和溶液中c(Ag+)為1.25×10﹣5 mol/L。若在10mL含有KCl和KI各為0.01mol/L的溶液中,加入16mL 0.01mol/L AgNO3溶液,這時(shí)溶液中所含溶質(zhì)的離子濃度大小關(guān)系正確的是( 。
A. c(K+)>c(NO3﹣)>c(Ag+)>c(Cl﹣)>c(I﹣)
B. c(K+)>c(NO3﹣)>c(Cl﹣)>c(Ag+)>c(I﹣)
C. c(K+)>c(NO3﹣)>c(Ag+)=c(Cl﹣)+c(I﹣)
D. c(NO3﹣)>c(K+)>c(Ag+)>c(Cl﹣)>c(I﹣)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列分散系中的分散質(zhì)能透過(guò)濾紙,但不能透過(guò)半透膜的是
A. 蛋白質(zhì)溶液 B. FeCl3溶液 C. 生理鹽水 D. AgCl懸濁液
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是( )
A.焓變是指1 mol物質(zhì)參加反應(yīng)時(shí)的能量變化
B.當(dāng)反應(yīng)放熱時(shí)ΔH>0,反應(yīng)吸熱時(shí)ΔH<0
C.在加熱條件下發(fā)生的反應(yīng)均為吸熱反應(yīng)
D.一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中,當(dāng)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量時(shí),ΔH為“-”
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于過(guò)氧化鈉的性質(zhì)和用途的描述正確的是
A. 過(guò)氧化鈉是一種淡黃色固體,性質(zhì)非;顫
B. 過(guò)氧化鈉需要密封保存是因?yàn)樗芘c空氣中的所有成分反應(yīng)
C. 過(guò)氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)很慢,且該反應(yīng)吸熱
D. 過(guò)氧化鈉屬于堿性氧化物,能與酸反應(yīng)生成鹽和水
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】中國(guó)科技大學(xué)的科學(xué)家將C60分子組裝在一單層分子膜表面,在﹣268℃時(shí)凍結(jié)分子的熱振蕩,利用掃描隧道顯微鏡首次“拍攝”到能清楚分辨碳原子間單、雙鍵的分子圖象.下列化合物分子中一定既含σ鍵又含π鍵的是()
A.N2B.CO2C.C2H6OD.H2O2
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