分析 (1)①根據(jù)原子守恒分析;
②C2O42-中C的化合價(jià)為+3價(jià),生成CO和CO2,C元素的化合價(jià)分別為+2價(jià)、+4價(jià),根據(jù)電子與LiFePO4的關(guān)系計(jì)算;
③亞鐵離子容易被氧氣氧化;
(2)放電時(shí),Li1-xFePO4在正極上得電子發(fā)生氧化反應(yīng);充電時(shí),陽(yáng)離子向陰極移動(dòng);電解質(zhì)為鋰鹽,鋰離子通過交換膜向正極移動(dòng);
(3)電解精煉銅得到銅0.32g時(shí),電解消耗的電量Q=znF,根據(jù)放電的電流強(qiáng)度I=2.0A,電池工作10分鐘,可計(jì)算得電池的輸出電量,根據(jù)電流利用效率=$\frac{負(fù)載利用電量}{電池輸出電量}$,可計(jì)算出電流利用率;
(4)LiFePO4中亞鐵離子在酸性條件下,被雙氧水氧化為鐵離子.
解答 解:(1)①由原子守恒可知,Li2CO3+2FeC2O4•2H2O+2NH4H2PO4═2LiFePO4+2NH3↑+3CO2↑+2CO↑+7H2O↑,
故答案為:2LiFePO4;2CO↑;7H2O↑;
②C2O42-中C的化合價(jià)為+3價(jià),生成CO和CO2,C元素的化合價(jià)分別為+2價(jià)、+4價(jià),生成2molCO轉(zhuǎn)移2mol電子,同時(shí)生成2molLiFePO4,則當(dāng)反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移0.15mol電子,生成0.15molLiFePO4,其質(zhì)量為23.7g,
故答案為:23.7;
③亞鐵離子容易被氧氣氧化,所以要隔絕氧氣,即反應(yīng)需在惰性氣氛的保護(hù)中進(jìn)行,
故答案為:防止Fe(Ⅱ)被氧化;
(2)電池工作時(shí)的總反應(yīng)為:LiFePO4+6C$?_{放電}^{充電}$Li1-xFePO4+LixC6,放電時(shí),Li1-xFePO4在正極上得電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極反應(yīng)為L(zhǎng)i1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4;充電時(shí),正極與外接電源的正極相連為陽(yáng)極,陽(yáng)離子向陰極移動(dòng),即Li+由左向右移動(dòng);電解質(zhì)為鋰鹽,鋰離子通過交換膜向正極移動(dòng),所以交換膜應(yīng)該為陽(yáng)離子交換膜,
故答案為:Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4;由左向右;陽(yáng);
(3)LiFePO4+6C$?_{放電}^{充電}$Li1-xFePO4+LixC6,電解精煉銅得到銅0.32g時(shí),即銅的物質(zhì)的量為$\frac{0.32}{64}$=0.005mol,所以電解消耗的電量Q=2×0.005mol×96500C/mol=965C,根據(jù)放電的電流強(qiáng)度I=2.0A,電池工作10分鐘,可計(jì)算得電池的輸出電量Q=It=2.0×10×60=1200C,根據(jù)電流利用效率=$\frac{負(fù)載利用電量}{電池輸出電量}$=$\frac{965}{1200}$×100%=80.4%,
故答案為:80.4%;
(4)LiFePO4中亞鐵離子在酸性條件下,被雙氧水氧化為鐵離子,則發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2LiFePO4+2H++H2O2═2Li++2Fe3++2PO43-+2H2O,
故答案為:2LiFePO4+2H++H2O2═2Li++2Fe3++2PO43-+2H2O.
點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了物質(zhì)的制備原理、原電池和電解池工作原理及相關(guān)計(jì)算,側(cè)重于學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力的考查,熟悉原電池、電解池工作原理及各個(gè)電極發(fā)生反應(yīng),難點(diǎn)是電流利用率的計(jì)算,題目難度中等.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題
溫度(℃) | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡氣體總濃度 (10-3mol•L-1) | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 一定存在SO42-、HCO3-、Mg2+,至少存在Na+、K+中的一種 | |
B. | 為了確定是否存在Cl-,可向溶液中加入硝酸酸化的硝酸銀溶液 | |
C. | c(HCO3-)=0.05mol/L | |
D. | 4.88g沉淀中含有3種成分 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | 有氣體生成 | |
B. | Na+濃度基本不變 | |
C. | HCO3-濃度減小而CO32-濃度增大 | |
D. | SO32-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:SO32-+Na2O2+H2O=2Na++SO42-+2OH- |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題
A. | Fe3+在反應(yīng)①中作氧化劑,在反應(yīng)②中為氧化產(chǎn)物 | |
B. | 若生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下22.4 L O2,則整個(gè)過程中轉(zhuǎn)移電子總數(shù)為2 mol | |
C. | 在H2O2分解過程中,溶液的pH逐漸減小 | |
D. | 在工業(yè)生產(chǎn)H2O2過程中要嚴(yán)格避免混入Fe3+ |
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