正极材料为的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。（1）橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过、与溶液发生共沉淀反应，

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正极材料为

的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
（1）橄榄石型

是一种潜在的锂离子电池正极材料，它可以通过

、

与

溶液发生共沉淀反应，所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
①共沉淀反应投料时，不将

和

溶液直接混合的原因是____________________。
②共沉淀反应的化学方程式为__________________________。
③高温成型前，常向

中加入少量活性炭黑，其作用除了可以改善成型后的

的导电性能外，还能___________________________。
（2）废旧锂离子电池的正极材料试样（主要含有

及少量Al、Fe等）可通过下列实验方法回收钴、锂。

① 在上述溶解过程中，

被氧化成

，

在溶解过程中反应的化学方程式为______________________________。
②

在空气中加热时，固体残留率随温度的变化如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水，则1000℃时，剩余固体的成分为_____________________。（填化学式）；在350~400℃范围内，剩余固体的成分为_________________。（填化学式）

答案

（1）①Fe²⁺在碱性条件下更易被氧化（凡合理答案均可）；②(NH₄)₂Fe(SO₄)₂+LiOH+H₃PO₄==LiFePO₄+2NH₄HSO₄+H₂O；③与空气中O₂反应，防止LiFePO₄中的Fe²⁺被氧化
（2）①8LiCoO₂+Na₂S₂O₃+11H₂SO₄==4LiSO₄+8CoSO₄+Na₂SO₄+11H₂O
②CoO；Co₂O₃和Co₃O₄

举一反三

某化学兴趣小组为了探究铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下：

试根据表中的实验现象回答下列问题：
（1）实验1、2中Al所作的电极（正极或负极）是否相同（填“是”或“否”）?
答：______。
（2）对实验3完成下列填空：
①铝为____极，电极反应式：______________________。
②石墨为____极，电极反应式：____________________。
③电池总反应式：____________________。
（3）实验4中铝作负极还是正极______，理由是_________。
写铝电极的电极反应式_____________________________。
（4）解释实验5中电流计指针偏向铝的原因：______________________。
（5）根据实验结果总结出影响铝在原电池中作正极或负极的因素：___________________。

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某学习小组对原电池的构成及形成条件做如下探究性实验．诸你对可能的现象作出推测，并作出合理的解释。

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动手做如下两个原电池的实验。剪约8 cm长、2 cm宽的纯铜片、纯铝片各一片，分别用接线柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2 cm)，将铜片和铝片分别用导线与电流表的“+”，“一”端相连接，电流表指针调到中间位置，取两个100 mL的小烧杯，向一只烧杯中注入约60 mL的浓HNO₃，向另一只烧杯中注入
60 mL 6 mol/L的烧碱溶液，然后继续下面实验并回答下列问题：
(1)先将两电极同时插入烧碱溶液中，电流表指针偏向_______（填“铝”或“铜”）极，铝片上电极反应式为 __________________，铜片上的现象为________________________。
(2)再将两电极同时插入浓硝酸中，电流表指针偏向____（填“铝”或“铜”）极，此时铜是___（填 “正”或“负”）极，铝片上的电极反应式为_________________________。
(3)(2)中的实验进行几分后，你会发现电流表指针的偏转方向改变了，请解释其中的原因，并由此推断在两极上可能出现的现象，写出此时相应的电极反应式，并用实验验证。
___________________________________

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中学化学教材中，常借助于图像的这一表现手段清晰地突出实验装置的要点、形象地阐述化学过程的原理。下列有关化学图像表现的内容错误的是[ ]
A．铜锌原电池

B．中和热测定装置

C．离子交换膜法电解原理

D．氨的制取装置

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实验是化学的最高法庭。以镁条、铝片为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池，人们普遍认为铝是负极。某研究性学习小组为探究该原电池究竟谁是负极，发生怎样的电极反应，进行了如下实验：如下图，剪取约8cm的镁条及大小相近的铝片，用砂纸去膜，使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“-”、“+”端相连接，迅速将两电极插入盛有1mol/L NaOH溶液的烧杯中。开始，电表指针向右偏移约500μA，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400μA，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。根据以上实验现象，回答下列问题：

(1)开始阶段，原电池的正极是____（填“Mg”或“Al”）片；铝片表面产生的气泡是____；负极发生的反应是____。
(2)随后阶段，铝片发生的电极反应式____；镁条表面只有极少量的气泡产生，其原因是：
2H₂O+2e^-==H₂↑+2OH^-（极少），试判断此电极发生的主要反应是____；铝片表面气泡有所减少，但未消失，产生这一现象的可能原因是________。
(3)铝表面的氧化膜用砂纸不易除去，而此实验中无需刻意除去，原因是 ____（用化学方程式表示）。 (4)若此实验中的电解质溶液改为稀硫酸，则电池的负极为____（填“Mg”或“Al”）片，其电极反应式为___ 。

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