新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用。Li2MSiO4(M=Mn、Fe、Co等)是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料,在苹果的几款最新型的产品
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新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用。Li2MSiO4(M=Mn、Fe、Co等)是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料,在苹果的几款最新型的产品中已经有了一定程度的应用。下面列出了两种制备Li2FeSiO4的方法: |
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(1)固相法中制备Li2FeSiO4的过程必须在惰性气体氛围中进行,其原因是___________;根据已有信息,以下判断正确的是________________。 ①该反应是氧化还原反应 ②该反应一定是吸热反应 ③Li2SiO3 和Li2FeSiO4属于硅酸盐 (2)溶胶-凝胶法中,检验溶液中有胶体产生的方法是____________;实验中若制得1mol Li2FeSiO4,整个反应过程中转移电子的物质的量为________________。 (3)以Li2FeSiO4、嵌有Li的石墨为电极,含Li+的导电固体为电解质的锂离子电池,充、放电的总反应式可表示为Li2FeSiO4Li+LiFeSiO4,该电池放电时,负极是________,正极反应式为__________________。 (4)三种Li2MSiO4的性能对比如下图所示。实际应用时,常用来源丰富的铁元素生产的 Li2FeSiO4作电极材料,使用该电极材料的另一个优点是___________________。 |
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答案
(1)防止Fe2+被氧化或Fe2+易被氧化;③ (2)用一束光照射溶液,若溶液中有一条光亮的通路,即证明溶液中有胶体产生(或丁达尔效应); 1 mol (3)嵌有Li的石墨或Li;LiFeSiO4+Li++e-=Li2FeSiO4 (4)Li2FeSiO4充电时脱去Li+所需的电压低 |
举一反三
草酸亚铁用作分析试剂及显影剂等,其制备流程如下 |
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(1)配制(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O溶液时,需加少量稀硫酸,目的是_________________。 (2)将制得的产品在氩气气氛中进行热重分析,结果如图(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数)。 |
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①则C处时残留物的化学式为______________。 ②有研究学者在实验过程中用气相色谱还检出H2,最终产 物中也有微量的磁性物质生成,请你猜想用一个方程式解释这种事实:___________________。 ③现取在真空中146℃脱水后的FeC2O4 1.44g放在某真空的密闭容器中,再充入0.04molCO。加热至1100℃,其中FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)反应平衡常数K=0.4,则该反应达平衡时,FeO的转化率为多少?_________________。 (3)金属镁在国民生产中有重要作用,常以MgCl2为原料获取,温度和压强P(HCl)g对MgCl2·6H2O晶体热分解产物的影响如图所示。结合下图请回答下列问题: |
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①写出P(HCl)g = 0.25MPa,温度从300℃升高到550℃时反应的化学方程式_______________________; ②实际生产中,将MgCl2·6H2O晶体加热到600℃的过程中几乎得不到无水MgCl2,其原因是________________;若要得到无水MgCl2须采取的措施是__________________。 |
明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al 2O3·6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下: |
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(1)“焙烧”过程中反应的化学方程式为2Al2(SO4)3+3S2Al2O3 +_________;该反应的氧化剂是________;该反应中被氧化的元素与被还原的元素的质量比是________ 。 (2)“溶解”时反应的离子方程式为____________。 (3)“调节pH后过滤、洗涤Al(OH)3沉淀,证明已洗涤干净的实验操作和现象是_____________。 (4)“母液”中可回收的物质是_____________。 (5)工业上常用氢氧化铝脱水后的产物X熔融电解冶炼金属铝,则该反应的化学方程式为_______________。 |
(三选一)【化学--选修2:化学与技术】 现有一种以黄铜矿和硫磺为原料制取铜和其他产物的新工艺,原料的综合利用率较高。其主要流程如下 |
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注:反应II的离子方程式为 请回答: (1) 从黄铜矿冶炼粗铜的传统丁艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜、这种方法的缺点是__________________________________ (2) 反应I的产物为(填化学式) ________________________________ (3) 反应III的离子方程式为________________________________ (4) 一定温度下,在反应III所得的溶液中加入稀硫酸,可以析出硫酸铜晶体,其原因是_______________________ (5) 黄铜矿中Fe的化合价为+2,关于反应: 下列说法正确的是______________ (填选项字母) A. 反应中被还原的元素只有氧 B. 反应生成的SO2直接排放会污染环境 C. SO2既是氧化产物又是还原产物 D. 当有8mol铜生成时,转移电子数目为100 NA (6) 某硫酸厂为测定反应IV所得气体中SO2的体积分数,取280mL(已折箅成标准状况)气体样品与足量溶液完全反应后,用浓度为0.02000 mol/L 的 K2Cr2O7标准溶液滴定至终点,消耗 K2Cr2O7溶液25.00ml. 已知:(未配平) ①SO2通入溶液,发生反应的离子方程式为________________________, ②反应IV所得气体中SO2的体积分数为________________ |
明矾石的主要成分是K2SO4·Al2(SO4)3·2Al2O3·6H2O,此外还含有少量Fe2O3杂质。利用明矾石制备氢氧化铝的流程如下: |
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回答下列问题: (1)“焙烧”过程中发生的反应为2Al2(SO4)3+3S2Al2O3 +9SO2 ,其中氧化剂为__________。 (2)“溶解”时反应的离子方程式为___________。 (3)“调节pH”后过滤、洗涤Al(OH)3沉淀,证明已洗涤干净的实验操作和现象是 __________ 。 (4)调节pH时使用的是质量浓度(单位体积溶液所含溶质的质量)为882 g/L 的H2SO4 ,配制1L该溶液,需用量筒量取质量分数为98﹪的硫酸(密度是1.8g/cm3)__________mL (5)“废渣”、“母液”中可回收的物质分别是______________。 |
锂被誉为“高能金属”。工业上用硫酸与β-锂辉矿(LiAlSi2O6和少量钙镁杂质)在一定条件下反应生成Li2SO4(以及MgSO4、硅铝化合物等物质),进而制备金属锂,其生产流程如下 |
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(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的组成:________________ 。 (2)沉淀X主要成分为CaCO3和___________。 (3)写出盐酸与Li2CO3反应的离子方程式:___________________。 (4)写出电解熔融LiCl时阴极的电极反应式:__________________。 (5)流程中两次使用了Na2CO3溶液,试说明前后浓度不同的原因:前者是____________;后者是_________________。 |
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