題目列表(包括答案和解析)
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磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰離子電池的電極材料。某化工廠以鐵紅、鋰輝石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的鹽)、碳粉等原料來生產(chǎn)磷酸亞鐵鋰。其主要工藝流程如下:
已知:2LiAl(SiO3)2 + H2SO4(濃) Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O↓
溫度/℃ |
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 |
30.7 |
(1)從濾渣Ⅰ中可分離出Al2O3,如下圖所示。請寫出生成沉淀的離子方程式 。
(2)濾渣Ⅱ的主要成分是: (填化學(xué)式)。
(3)向濾液Ⅱ中加入飽和Na2CO3溶液,過濾后,用“熱水洗滌”的原因是
。
(4)寫出在高溫下生成磷酸亞鐵鋰的化學(xué)方程式 。
(5)磷酸亞鐵鋰電池總反應(yīng)為:FePO4+LiLiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+。試寫出該電池放電時的正極反應(yīng): 。若用該電池電解飽和食鹽水(電解池電極均為惰性電極),當(dāng)電解池兩極共有4480mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)產(chǎn)生時,該電池消耗鋰的質(zhì)量為 。
(1)畫出f元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖_____________。在a、c、d三種元素形成的化合物中存在的化學(xué)鍵類型是_____________。
(2)寫出d、e兩元素的最高價氧化物的水化物之間反應(yīng)的離子方程式________________。
(3)a、b、c三種元素的原子按照原子個數(shù)4∶1∶1組成化合物M,已知:
M(l)+O2(g)====CO(g)+2H2O(g) ΔH1=-443.6 kJ·mol-1
2CO (g)+O2(g)====2CO2(g) ΔH2=-566.0 kJ·mol-1
試寫出M(l)完全燃燒〔生成H2O(g)〕的熱化學(xué)方程式:______________________________。
(4)以M溶液、氧氣為基本反應(yīng)物的新型燃料電池已經(jīng)問世,其結(jié)構(gòu)如上圖所示(甲醇電離出的H+,可以通過質(zhì)子交換膜進(jìn)入另一極)。請寫出甲醇在電極上反應(yīng)的方程式:________________________________,當(dāng)有
(5)某同學(xué)以M燃料電池為電源,均以石墨為電極電解CuSO4溶液,則與電池正極相連的電解池電極上反應(yīng)的方程式為____________________________________________________。
“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一。CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體。因此,控制和治理CO2是解決溫室效應(yīng)的有效途徑。
(1)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實驗組 |
溫度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
達(dá)到平衡所需時間/min |
||
CO |
H2O |
H2 |
CO |
|||
1 |
650 |
4 |
2 |
1.6 |
2.4 |
6 |
2 |
900 |
2 |
1 |
0.4 |
1.6 |
3 |
3 |
900 |
a |
b |
c |
d |
t |
① 實驗1條件下平衡常數(shù)K= (保留小數(shù)點后二位數(shù)字)。
② 實驗3中,若平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則a/b 的值 (填具體值或取值范圍)。
③ 實驗4,若900℃時,在此容器中加入10molCO、5molH2O、2molCO2、5molH2,則此時v(正) v(逆)(填“<”、“>”、“=”)。
(2)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10—4mo1/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為 。
(3)已知BaSO4(s) + 4C(s) =4CO(g) + BaS(s) △H1 =+571.2kJ/mol,
BaSO4(s) + 2C(s) = 2CO2(g) + BaS(s) △H2=+226.2 kJ/mol。
則反應(yīng)C(s) + CO2(g) = 2CO(g)的△H3= kJ/mol。
(4)尋找新能源是解決溫室效應(yīng)的一條重要思路。磷酸亞鐵鋰LiFePO4是一種新型汽車鋰離子電池,總反應(yīng)為:FePO4+Li LiFePO4,電池中的固體電解質(zhì)可傳導(dǎo)Li+,則該電池放電時的正極和負(fù)極反應(yīng)式分別為: 和 。若用該電池電解蒸餾水(電解池電極均為惰性電極),當(dāng)電解池兩極共有3360mL氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)產(chǎn)生時,該電池消耗鋰的質(zhì)量為 。(Li的相對原子質(zhì)量約為7.0)
(1)用惰性電極電解CuSO4溶液(如右圖的裝置),
該過程中電解池電極反應(yīng)式為是陽極: ,陰極: 。
(2)若電解池中裝入足量溶液,當(dāng)陰極增重3.2g時,停止通電,此時陽極產(chǎn)生氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)為 (假設(shè)氣體全部逸出)。
(3)欲使電解液恢復(fù)到起始狀態(tài),應(yīng)向溶液中加入適量的
A.CuSO4 B.H2O C.CuO D.CuSO4·5H2O
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