Question

【題目】鋰在有機(jī)合成、電池等領(lǐng)域中有重要的作用。

I. 的制備和應(yīng)用如下圖所示。

(1)鋰元素在元素周期表中的位置_______________________。

(2)寫(xiě)出A的電子式___________________________。

(3)是有機(jī)合成中常用的還原劑，試寫(xiě)出反應(yīng)③的化學(xué)方程式_________________。

II.磷酸亞鐵鋰是新型鋰離子電池的首選電極材料，是以鐵棒為陽(yáng)極，石墨為陰極，電解磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液，析出磷酸亞鐵鋰沉淀，在800℃左右、惰性氣體氛圍中煅燒制得。在鋰離子電池中，需要一種有機(jī)聚合物作為正負(fù)極之間鋰離子遷移的介質(zhì)，該有機(jī)聚合物的單體之一(用M表示)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(4)制備磷酸亞鐵鋰必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行，其原因是_______________。

(5)陽(yáng)極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為___________________。

(6)寫(xiě)出M與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。

(7)該電池充電時(shí)陽(yáng)極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，則放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為___________。

Answer 1

【答案】第二周期第IA族 CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O 防止亞鐵化合物被氧化 Fe-2e-+H2PO4-+Li+=LiFePO4+2H+ FePO4+e-+Li+=LiFePO4

【解析】

(1)Li是3號(hào)元素，根據(jù)原子核外電子排布確定其在周期表的位置；

(2)Li與H2在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生LiH，該化合物為離子化合物，據(jù)此書(shū)寫(xiě)電子式；

(3)LiAlH4將乙酸還原為乙醇，乙醇與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生乙酸乙酯；

(4)亞鐵離子具有強(qiáng)還原性，制備過(guò)程中要防止亞鐵化合物被氧化；

(5)陽(yáng)極鐵失電子生成磷酸亞鐵鋰；

(6)M具有酯基，在堿性條件下可發(fā)生水解；

(7)根據(jù)鋰離子電池在充電過(guò)程中的陽(yáng)極產(chǎn)物，可寫(xiě)出電解的陽(yáng)極電極反應(yīng)式，電池放電時(shí)正極反應(yīng)式與電解陽(yáng)極反應(yīng)式相反。

(1)Li是3號(hào)元素，所以鋰元素在元素周期表中的位置是第二周期第IA族；

(2)Li與H2在加熱時(shí)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生離子化合物LiH，其電子式為；

(3) LiAlH4是有機(jī)合成中常用的還原劑，一定條件下可以將乙酸還原生成的B為乙醇，乙醇與乙酸在濃硫酸存在時(shí)，在加熱條件下發(fā)生酯化反應(yīng)產(chǎn)生乙酸乙酯和水。所以反應(yīng)③的化學(xué)方程式為：CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O

(4)亞鐵離子具有強(qiáng)還原性，制備磷酸亞鐵鋰的過(guò)程都必須在惰性氣體氛圍中進(jìn)行，其原因是為了防止化合物中的Fe2+被氧化變?yōu)?/span>Fe3+；

(5)以鐵棒為陽(yáng)極，石墨為陰極，Fe失去電子變?yōu)?/span>Fe2+，將一定濃度的磷酸二氫銨、氯化鋰混合溶液作為電解液，反應(yīng)產(chǎn)生的Fe2+與電解溶液中的磷酸二氫銨、氯化鋰反應(yīng)，產(chǎn)生磷酸亞鐵鋰沉淀，所以陽(yáng)極鐵失電子生成磷酸亞鐵鋰，陽(yáng)極生成磷酸亞鐵鋰的電極反應(yīng)式為Fe-2e-+H2PO4-+Li+=LiFePO4+2H+；

(6)M具有酯基，在堿性條件下可發(fā)生水解，M與足量氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式：；

(7)鋰離子電池在充電過(guò)程中，陽(yáng)極的磷酸亞鐵鋰生成磷酸鐵，電極反應(yīng)為LiFePO4=FePO4+Li++e-，該電池放電時(shí)，正極發(fā)生還原反應(yīng)，與充電時(shí)的陽(yáng)極反應(yīng)相反，電極反應(yīng)式為FePO4+Li++e-=LiFePO4。