1.新型鋰離子電池材料Li2MSiO4(M為Fe,Co,Mn,Cu等)是一種發(fā)展?jié)摿艽蟮碾姵仉姌O材料.工業(yè)制備Li2MSiO4有兩種方法:
方法一:固相法,2Li2SiO3+FeSO4 $\frac{\underline{\;惰性氣體\;}}{高溫}$ Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2
方法二:溶膠-凝膠法,
(1)固相法中制備Li2FeSiO4過程采用惰性氣體氣氛,其原因是防止二價鐵被氧化;
(2)溶膠-凝膠法中,檢查溶液中有膠體生成的方法是取少量液體,用一束強(qiáng)光光線照射,有丁達(dá)爾現(xiàn)象;生產(chǎn)中生成1mol Li2FeSiO4整個過程轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為1mol;
(3)以Li2FeSiO4和嵌有Li的石墨為電極材料,含鋰的導(dǎo)電固體作電解質(zhì),構(gòu)成電池的總反應(yīng)式為:Li+LiFeSiO4 $\frac{\underline{\;放電\;}}{充電}$ Li2FeSiO4則該電池的負(fù)極是嵌有Li的石墨;充電時,陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為Li2FeSiO4-e-=LiFeSiO4+Li+;
(4)使用(3)組裝的電池必須先充電.

分析 (1)依據(jù)亞鐵離子具有還原性分析;
(2)依據(jù)膠體的特征性質(zhì)分析設(shè)計實驗驗證,依據(jù)溶膠-凝膠法中鐵元素守恒,鐵元素化合價從+3價變化為+2價,根據(jù)化合價的變化分析;
(3)放電時原電池反應(yīng),正極上是得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電池反應(yīng)中元素化合價降低得到電子,依據(jù)總反應(yīng)式分析判斷;
(4)可充電池使用前需要先充電,才能正常使用.

解答 解:(1)固相法中制備Li2FeSiO4的過程必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行,因為亞鐵離子具有還原性,易被氧化,所以惰性氣體氛圍中是為了防止亞鐵離子被氧化,
故答案為:防止二價鐵被氧化;
(2)膠體具有丁達(dá)爾現(xiàn)象,取少量液體,用一束強(qiáng)光光線照射,有丁達(dá)爾現(xiàn)象證明是膠體;膠-凝膠法中鐵元素守恒,鐵元素化合價從+3價變化為+2價,若制得1mol Li2FeSiO4,電子轉(zhuǎn)移1mol,
故答案為:取少量液體,用一束強(qiáng)光光線照射,有丁達(dá)爾現(xiàn)象;1;
(3)總反應(yīng)式可表示為Li2FeSiO4 $?_{放電}^{充電}$Li+LiFeSiO4,放電過程中是原電池反應(yīng),Li做負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),LiFeSiO4在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)為LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4,
故答案為:嵌有Li的石墨;LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4 ;
(4)(3)組裝的可充電池需要先充電,才可使用,故答案為:充電.

點評 本題考查了物質(zhì)制備實驗分析判斷、氧化還原反應(yīng)、原電池原理的應(yīng)用等,注意氧化還原反應(yīng)分析和電子轉(zhuǎn)移計算應(yīng)用,原電池反應(yīng)和電極反應(yīng)書寫,圖象分析判斷是關(guān)鍵,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.分子式為C10H14 的有機(jī)物有多種,其中苯環(huán)上的二元取代物共有( 。
A.6種B.7種C.8種D.9種

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.如圖中a、b、c、d、e為周期表前4周期的一部分元素,有關(guān)敘述正確的是(  )
    a
  b  
c  d 
 e   
A.b元素除0價外,只有一種化合價
B.c元素只能形成一種氫化物且很不穩(wěn)定
C.d元素是五種元素中原子半徑最小的一種
D.e元素最高價氧化物的水化物和不同量的氫氧化鈉溶液反應(yīng),可能生成三種鹽

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.甲、乙、丙、丁均為中學(xué)化學(xué)常見的物質(zhì),它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(反應(yīng)條件及其它產(chǎn)物已略去).下列說法正確的是( 。
甲$→_{①}^{+丁}$乙$→_{②}^{+丁}$丙.
A.丁一定是氧化劑B.甲只能是 S 或 N2
C.乙一定是氧化物D.反應(yīng)②可能是非氧化還原反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.如表是周期表中的一部分,根據(jù)A-I在周期表中的位置,第(1)-(4)小題用元素符號或化學(xué)式回答,(5)-(6)小題按題目要求回答.
   族
周期
I AⅡAⅢAⅣAⅤAⅥAⅦAO
1A
2DEGI
3BCFH
(1)表中元素,化學(xué)性質(zhì)最不活潑的是Ne,只有負(fù)價而無正價的是F
(2)最高價氧化物的水化物堿性最強(qiáng)的是NaOH,酸性最強(qiáng)的是HClO4,呈兩性的是Al(OH)3
(3)A分別與D、E、F、G、H形成的化合物中,最穩(wěn)定的HF
(4)A、B、E、F、G、H中,原子半徑順序是Na>P>Cl>N>F>H
(5)工業(yè)上制備C的原理2Al2O3$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$4A1+3O2
(6)B的最高價氧化物的水化物和C的最高價氧化物相互反應(yīng)的離子方程式Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O.

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6.圖示裝置可用來制取和觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化.實驗時必須使用的藥品是鐵屑和6mol•L-1的硫酸,其它試劑任選.
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)B中盛有一定量的NaOH溶液,A中應(yīng)預(yù)先加入的試劑是鐵屑;A中反應(yīng)的 化學(xué)方程式是Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.
(2)實驗開始時應(yīng)先將活塞E打開(填“打開”“關(guān)閉”或“無關(guān)系”),目的是利用H2將裝置中的空氣排出;C中收集到氣體的主要成分是H2
(3)當(dāng)C中收集到足量氣體后,簡述生成Fe(OH)2的操作及原因關(guān)閉活塞E,F(xiàn)e與稀硫酸反應(yīng)生成氫氣,使燒瓶中氣體壓強(qiáng)增大,將A中溶液沿導(dǎo)管壓入B中,產(chǎn)生白色沉淀Fe(OH)2,;
(4)欲觀察Fe(OH)2在空氣中被氧化時的顏色變化,需進(jìn)行的下一步驟是拔去B裝置的橡皮塞,使空氣進(jìn)入.

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13.工業(yè)上以碳酸錳礦為主要原料生產(chǎn)MnO2的工藝流程如圖所示:
有關(guān)氫氧化物開始沉淀和沉淀完全的pH如下表;
 氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2Mn(OH)2
 開始沉淀的pH 3.3 1.5 6.5 5.4 8.3
 沉淀完全的pH 5.2 3.7 9.7 6.7 9.8
請回答下列問題:
(1)酸浸前將碳酸錳礦粉碎的作用是增大接觸面積,加快反應(yīng)速率(使反應(yīng)更充分).
(2)酸浸后溶液中含有Mn2+、SO42-,另含有少量Fe2+、Fe3+、Al3+、Pb2+、Cu2+等,其除雜過程如下:
①加入MnO2的目的是氧化亞鐵離子得到鐵離子;
②加入CaO將溶液調(diào)至pH=5.2~6,所得沉淀的成分為Fe(OH)3、Al(OH)3(填化學(xué)式);
③加入BaS除去Cu2+、Pb2+(填化學(xué)式)后,再加入NaF除去Ca2+
(3)已知Ksp(CaF2)=4.0×10-11,計算當(dāng)溶液中Ca2+完全沉淀[c(Ca2+)<10-5mol/L]后,所得
溶液每m3中至少含F(xiàn)-的質(zhì)量為38g.
(4)從溶液A中回收的主要物質(zhì)常用作化肥,該物質(zhì)水解的離子方程式為NH4++H2O?NH3.H2O+H+
(5)NH4HCO3溶液中,下列關(guān)系式正確的是AC.
A.c(NH4+)+c(NH3•H2O)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-
C.c(OH-)+c(NH3•H2O)=c(H+)+c(H2CO3)-c(CO32-
D.(NH4+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說法正確的是( 。
A.常溫常壓下,5.8g丁烷分子所含的共價鍵數(shù)目為1.4NA
B.28g乙烯所含共用電子對數(shù)目為4NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下11.2L四氯甲烷所含分子數(shù)為0.5NA
D.乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體共28g,其所含的原子總數(shù)為6NA

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11.(1)在一次化學(xué)晚會上,一位同學(xué)表演了一個有趣的魔術(shù):用蘸有飽和硫酸銅溶液的玻璃棒在一潔凈的鐵片上點上數(shù)處,所點之處,點鐵成“金”.你知道其中的奧妙嗎?請用化學(xué)方程式表示其反應(yīng)原理Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 .若根據(jù)上述反應(yīng)設(shè)計成原電池,請在方框中畫出原電池的裝置圖,標(biāo)出正、負(fù)極和電解質(zhì)溶液,并寫出正負(fù)極電極反應(yīng)式.
(2)銅在自然界多以+1價礦石存在,因為在固態(tài)或是高溫下+1價銅比+2價銅穩(wěn)定.輝銅礦(Cu2S)煉銅的方法之一是將礦石高溫通空氣焙燒,生成兩種氧化物.將焙燒過的礦石加上比它質(zhì)量約少一半的未經(jīng)焙燒的礦石,混合后隔絕空氣再進(jìn)行高溫熔燒,結(jié)果得到金屬銅和一種具有刺激性氣味的氣體.這兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Cu2S+3O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu2O+2SO2 、2Cu2O+Cu2S$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$6Cu+SO2↑.
(3)已知CuS、Cu2S均為黑色不溶于水的固體,在空氣中灼燒均生成CuO與SO2,不用其他試劑,設(shè)計最簡單的實驗來鑒別二者:分別稱量相同質(zhì)量的CuS、Cu2S,然后在坩堝中充分燃燒,冷卻至室溫稱量剩余固體的質(zhì)量,質(zhì)量減小的為CuS,質(zhì)量不變的為Cu2S.

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