新型高性能电池的开发与研究已成为当下信息产业化时代的迫切要求、某研究团队设计研制了种高性能...

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新型高性能电池的开发与研究已成为当下信息产业化时代的迫切要求、某研究团队设计研制了种高性能的磷酸铁锂(LiFePO4,简称LFP)电池。正极材料为磷酸铁锂,与Al相连，负极材料为石墨，与Cu相连，正、负之间存在电解质并通过聚合物隔膜隔开，此膜只允许Li+通过，其工作原理如图所示，总反应为Li(1-x)C6十LiFePO4LiC6+ Li(1-x) FePO4。下列有关说法正确的是
A.当开关K置于a时,Li+由右向左穿过聚合物隔膜到达正极
B.当开关K置于a时，正极材料上的电极反应为: Li(1-x) FePO4 +xLi ++xe- =LiFePO4
C.该电池的正、负极之间可以用Na2SO4水溶液作电解质溶液
D.当开关K置于b时，负极上的电极反应为:LiC6- xe- = Li(1-x) C6+xLi+

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下:
【方法一】将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
【方法二】将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
【方法三】以铁红、锂辉石LiAl (SiO3)2 (含少量Ca2+、Mg2+的盐)、碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如下:
己知: 2LiAl (SiO3) 2+ H2SO4(浓)=Li2SO4+ Al2O3·4SiO2·H2O↓

溶解度/℃

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

30.5

（1）在方法一中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为______________________________。
（2）在方法二中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有H2O、________(填化学式)生成。
（3）方法一与方法二中，制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是________________。
（4）在方法三中从滤渣I中可分离出Al2O3，如下图所示。请写出生成沉淀的离子方程式________________。
（5）向滤液II中加入饱和Na2CO3溶液，过滤后，用“热水洗涤”的原因是___________________________。（6）写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式______________________________________。
（7）磷酸铁锂锋动力电池(简称LFP) 是一种高效、超长寿命的二次电池。其工作原理为:
C6Li+FePO4C6Li(1-x)+ (1-x) FePO4+xLiFePO4充电时，写出阴极反应方程式____________________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO₄）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH₃COO)Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子选移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有　　　　　　、
　　　　　　、　　　　　　（填化学式）生成。
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）写出M与足量氧化钠溶液反应的化学方程式：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

高三化学选择题简单题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂（LiFePO₄）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁［(CH₃COO)Fe］、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有　　　　　　、　　　　　　、　　　　　　（填化学式）生成。
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

高三化学填空题困难题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)2Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其他产物均以气体逸出。
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是_________________。
（2）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为________________。
（3）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

高三化学填空题简单题查看答案及解析
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池．磷酸亚铁锂（LiFePO₄）是新型锂离子电池的首选电极材料，它的制备方法如下：
方法一：将碳酸锂、乙酸亚铁[（CH₃COO）₂Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂，同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出．
方法二：将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液，以铁棒为阳极，石墨为阴极，电解析出磷酸亚铁锂沉淀．沉淀经过滤、洗涤、干燥，在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂．
在锂离子电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质，该有机聚合物的单体之一（用M表示）的结构简式如下：
请回答下列问题：
（1）上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行．其原因是______．
（2）在方法一所发生的反应中，除生成磷酸亚铁锂、乙酸外，还有______、______、______（填化学式）生成．
（3）在方法二中，阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为______．
（4）写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式：______．
（5）已知该锂离子电池在充电过程中，阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁，则该电池放电时正极的电极反应式为______．
高三化学解答题中等难度题查看答案及解析
德裔美籍固体物理学家古迪纳夫在研究钴酸锂LiCOO3)。磷酸亚铁锂(LiFePO4)等正极材料及锂离子电池领域作出卓著贡献而获得2019年诺贝尔化学奖，其中磷酸亚铁锂(LiFePO4)是一种新型汽车理离子电池，总反应为FePO4+LiLiFePO4，电池中的固体电解质可传导离子，下列说法错误的是(　　)
A.充电时，铁元素发生还原反应
B.放电时，Li作负极
C.放电时，正极反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4
D.若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为情性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，该电池消耗锂的质量为1.4g

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
锂离子电池历经半个世纪岁月的考验，作出重大贡献的三位科学家被授予2019 年诺贝尔化学奖。磷酸亚铁锂( LiFePO4)是新型锂离子电池的正极材料。某小组拟设计以一种锂辉石(主要成分为Li2O· Al2O3·4SiO2，含少量铁、钙、镁)为原料制备纯净的碳酸锂，进而制备LiFePO4的工艺流程:
已知：LiO2·Al2O3·4SiO2＋H2SO4(浓) Li2SO4＋Al2O3·4SiO2·H2O↓
回答下列问题:
（1） LiFePO4含有锂、铁两种金属元素，它们焰色反应的颜色分别是_____________(填序号)。
A.紫红色、无焰色反应　　　　　　　　　 B.黄色、无焰色反应
C.黄色、紫色　　　　　　　　　　　　　　 D.洋红色、黄绿色
（2）滤渣1的主要成分是_____________；向滤液1中加入适量的CaCO3细粉用于消耗硫酸并将Fe3+转化为红褐色沉淀，若=3,反应的离子方程式为__________; 滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、________、 CaSO4,其中 Fe(OH)3 脱水后可生成一种元素种类不变且摩尔质量为89 g·mol -1的新化合物，其化学式为_______________。
（3）已知碳酸锂在水中的溶解度随温度升高而减小，上述流程中趁热过滤的目的是________。
（4）煅烧制备LiFePO4时，反应的化学方程式为_____________________。
（5）某种以LiFePO4,作正极材料的锂电池总反应可表示为: LiFePO4+CLi1-xFePO4 +CLix。放电时正极的电极反应式为__________。

高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
2018年1月3日，人民日报披露一重大消息：浙江大学高分子科学与工程学系高超团队，研制出了一种新型石墨烯铝电池。经测试，它在25万次充放电循环后仍能保持的容量；同时其倍率性能优异，快速充电可秒内完满电。它的正极是石墨烯薄膜，负极是金属铝，电解质为阳离子与阴离子组成的离子液体。图为该电池放电过程示意图，为石墨烯，下列说法正确的是
A.充电时，每生成1molAl，电解质溶液中会增加
B.充电时，为阳极，电极方程式为
C.放电时，正极反应方程式为
D.放电时，电解质中的阳离子会发生反应

高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。锂离子电池的广泛应用要求处理电池废料以节约资源、保护环境。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(由Al箔、LiFePO4活性材料、少量不溶于酸碱的导电剂组成)中的资源，部分流程如图：
已知：Ksp(Li2CO3)＝1.6×10－3。部分物质的溶解度(S)如表所示：

T/℃

S(Li2CO3)/g

S(Li2SO4)/g

S(Li3PO4)/g

S(LiH2PO4)/g

20

1.33

34.2

0.039

126

80

0.85

30.5

——

——

(1)将回收的废旧锂离子电池进行预放电、拆分破碎、热处理等预处理，筛分后获得正极片。下列分析你认为合理的是__________。
A.废旧锂离子电池在处理之前需要进行彻底放电，否则在后续处理中，残余的能量会集中释放，可能会造成安全隐患。
B.预放电时电池中的锂离子移向负极，不利于提高正极片中锂元素的回收率。
C.热处理过程可以除去废旧锂离子电池中的难溶有机物、碳粉等。
(2)写出碱溶时主要发生反应的离子方程式：________。
(3)为提高酸浸的浸出率，除粉碎、搅拌、升温外，还可采用的方法有______。(写出一种即可)
(4)酸浸时产生标况下3.36 L NO时，溶解LiFePO4________mol(其他杂质不与HNO3反应)。
(5)若滤液②中c(Li＋)＝4 mol·L－1，加入等体积的Na2CO3后，沉淀中的Li元素占原Li元素总量的90%，计算滤液③中c(CO32－)＝__________mol/L。
(6)流程中用“热水洗涤”的原因是________。
(7)工业上将回收的Li2CO3、FePO4粉碎与足量炭黑混合高温灼烧再生制备LiFePO4，写出反应的化学方程式：_________。

高三化学工业流程中等难度题查看答案及解析

溶解度/℃	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	30.5

T/℃	S(Li2CO3)/g	S(Li2SO4)/g	S(Li3PO4)/g	S(LiH2PO4)/g
20	1.33	34.2	0.039	126
80	0.85	30.5	——	——