【題目】FePO4是一種難溶于水的白色固體,可用金屬防腐劑,也可用于制備電動汽車電池的正極材料LiFePO4。實驗室利用FeSO47H2O和H3PO4(弱酸)制備FePO4 、LiFePO4流程如下圖:
回答下列問題:
(1)“溶解”時H3PO4不宜過量太多的原因是__________。
(2)①洗滌FePO4沉淀的操作是__________;
②若經(jīng)多次洗滌后所得“FePO4”仍呈棕色,則“FePO4”最可能混有的雜質是_____。
(3)“反應1”時總反應的離子方程式是_____________。
(4)“反應2”時總反應的化學方程式是:2LiOH + 6H2C2O4 + 2FePO42LiFePO4 + 7CO2 + 5X +7H2O ,其中X的化學式為____;每生成1molLiFePO4,該反應轉移_______mole-。
(5)LiFePO4電池穩(wěn)定性高、安全、對環(huán)境友好,該電池的總反應式是:LiFePO4 + C6 Li1﹣xFePO4 + LixC6,其放電時工作原理如圖所示。
則:充電時,a極的電極反應式為_____________;
放電時,b極的電極反應式為_______________。
【答案】防止后續(xù)反應中消耗NaOH,浪費原料 向漏斗中加入蒸餾水剛好浸沒沉淀,待水流盡,重復操作2﹣3次 Fe(OH)3 2 Fe2+ + ClO﹣+ 2H3PO4 + 4 OH﹣2FePO4↓+ Cl﹣+ 5 H2O CO 3.5 C6 + xLi+ + xe﹣LixC6 Li1﹣xFePO4 + xLi+ + xe﹣LiFePO4
【解析】
(1)防止后續(xù)反應中消耗NaOH,浪費原料,故“溶解”時H3PO4不宜過量太多;
(2)①洗滌FePO4沉淀的操作是向漏斗中加入蒸餾水剛好浸沒沉淀,待水流盡,重復操作2﹣3次;
②若經(jīng)多次洗滌后所得“FePO4”仍呈棕色,則“FePO4”最可能混有的雜質是Fe(OH)3;
(3)“反應1”時亞鐵離子被次氯酸鈉氧化,堿性條件下鐵離子與磷酸根離子反應產(chǎn)生磷酸鐵沉淀,總反應的離子方程式是2 Fe2+ + ClO﹣+ 2H3PO4 + 4 OH﹣=2FePO4↓+ Cl﹣+ 5 H2O;
(4)根據(jù)質量守恒可知,反應2LiOH + 6H2C2O4 + 2FePO42LiFePO4 + 7CO2 + 5X +7H2O右邊還少了5個C、5個O,X的計量數(shù)為5,則X的化學式為CO;反應中碳元素由+3價降為+2價、鐵元素由+3價降為+2價;碳元素由+3價升為+4價,根據(jù)氧化還原反應原理,每生成2molLiFePO4,則生成7mol CO2,轉移7mole-,故每生成1molLiFePO4,該反應轉移3.5mole-;
(5)原電池中陽離子向正極移動,鋰離子向電極b移動,則電極b為正極,充電時b電極為陽極,陰極a極上C6得電子產(chǎn)生LixC6,電極反應式為C6 + xLi+ + xe﹣LixC6;
放電時,正極b極上Li1﹣xFePO4得電子產(chǎn)生LiFePO4,電極反應式為Li1﹣xFePO4 + xLi+ + xe﹣=LiFePO4。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(1)的燃燒熱分別是-285.8kJ·mol-1、-1411.0kJ·mol-1和-1366.8kJ·mol-1,則由C2H4(g)和H2O(l)反應生成C2H5OH(l)的△H為( )
A. -44.2kJ·mol-1 B. +44.2kJ·mlo-1
C. -330kJ·mol-1 D. +330kJ·mlo-1
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】反應“P4(s)+3NaOH(aq)+3H2O(l)=3NaH2PO2(aq)+PH3(g) ΔH>0”制得的NaH2PO2可用于化學鍍鎳。下列說法正確的是
A. P4分子中P原子均滿足8電子穩(wěn)定結構
B. 反應中NaOH作還原劑
C. 該反應能自發(fā)進行,則ΔS<0
D. 反應中生成1 mol NaH2PO2,轉移電子數(shù)目為3×6.02×1023
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)在污水治理越來越引起人們重視,可以通過膜電池除去廢水中的乙酸鈉和對氯苯酚(),同時利用此裝置的電能在鐵上鍍銅,下列說法錯誤的是
A. 鐵電極應與Y相連接
B. 反應過程中甲中右邊區(qū)域溶液pH逐漸升高
C. A極的電極反應式為+2e-+H+=Cl-+
D. 當外電路中有0.2 mole-轉移時,A極區(qū)增加的H+的個數(shù)為0.1NA
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某工廠冶煉鈦精礦得到鈦渣,鈦渣的成分及含量(質量分數(shù))為:TiO251.00%、Al2O319.34%、MgO7.20%、CaO4.00%、SiO218.46%,通過下列工藝流程可以得到納米二氧化鈦和某型分子篩(化學式為Na4Al4Si4O16 9H2O)。
下列說法不正確的是
A. 鈦渣中的TiO2、SiO2不屬于堿性氧化物
B. 濾液①中溶質只有NaAlO2、NaOH
C. 步驟②中加入鹽酸時,反應的離子方程式是Na2TiO3 + 2H+H2TiO3↓+2Na+
D. 步驟③中加入適量Na2SiO3時,反應的化學方程式為:4NaAlO2 + 4Na2SiO3 +13H2O Na4Al4Si4O16 9H2O↓ + 8NaOH
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】H2S2O3是一種弱酸,實驗室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,發(fā)生的反應為:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6,下列說法合理的是( )
A. 該滴定可選用如圖所示裝置示劑;
B. 該滴定可用甲基橙作指;
C. Na2S2O3是該反應的還原劑;
D. 該反應中每消耗2 mol Na2S2O3,電子轉移數(shù)為4 mol;
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】兩種氣態(tài)烴組成的混合氣體0.1 mol,完全燃燒得0.15 mol CO2和3.6 g H2O,下列關于該混合氣體的說法正確的是
A. 一定有乙烯B. 一定沒有乙烯
C. 可能有甲烷D. 一定沒有乙烷
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】Q、R、X、Y、Z、L六種元素的原子序數(shù)依次增大,R和L是同主族元素,R的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少1,L的單質常溫常壓下是紫黑色固體。Q和X形成的離子化合物XQ是堿石灰的主要成分。X、Y、Z位于同一周期,Y的外圍電子數(shù)是最外層電子數(shù)的6倍,Z位于ds區(qū)且不能和稀硫酸反應生成H2。請回答下列問題:
(1)Q的價層電子排布式為___________________,L的含氧酸HLO3中L的雜化方式為__________,酸根LO3-的離子構型為________________。
(2)ZR42-的配體是______,在ZSO4溶液中加入過量KCN,生成配合物[Z(CN)4]2—,則1mol該配合物中含有的π鍵的數(shù)目是_______。與Z同周期的元素中,與Z原子最外層電子數(shù)相等的元素還有_________(填元素符號)
(3)Y的氧化物呈如下圖所示的無限鏈狀結構,則該氧化物的化學式為______________。
(4)X和Z的晶體堆積模型相同,配位數(shù)為______________,已知X原子半徑約為200pm,則晶體X的密度為__________________g/cm3(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。
(5)XL2晶體含有層狀結構,其層內(nèi)有強極性共價鍵,層間以范德華力相連接,則XL2的晶體類型是___________。
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com