Question

金屬鎳（Ni）及其化合物在電化學(xué)工業(yè)上應(yīng)用較為廣泛，LiNiO₂常用做鋰電池的正極材料，這種鋰電池的總反應(yīng)為LiNiO₂

放電  .

充電

xLi+Li_1-xNiO₂．
請回答下列問題：
（1）充電時，LiNiO₂中化合價發(fā)生變化的元素有

 

 

（填元素符號）．
（2）該電池不能用水作電解質(zhì)的原因是

 

．
（3）鋰電池放電時，Li⁺向

 

（填“正”或“負”）極移動，該極發(fā)生的電極反應(yīng)為

 

．
（4）化學(xué)鍍鎳時，將待鍍零件浸泡在含有Ni²⁺和H₂PO₂^-的溶液中，在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：Ni²⁺+H₂PO₂^-+H₂O→Ni+H₂PO₃^-+H⁺（未配平）．該反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為

 

．
（5）除去NiSO₄溶液中混有的Cu²⁺有兩種方法：一種方法是用惰性電極電解，使Cu在陰極析出；另一種方法是NiS沉淀轉(zhuǎn)化法，即向溶液中加入NiS，使Cu²⁺生成CuS沉淀除去，則氧化性：Cu²⁺

 

（填“＞”或“＜”下同 ）Ni²⁺，K_sp（CuS）

 

 K_sp（NiS）．

Answer 1

考點：原電池和電解池的工作原理,氧化還原反應(yīng),難溶電解質(zhì)的溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì)

專題：氧化還原反應(yīng)專題,電離平衡與溶液的pH專題,電化學(xué)專題

分析：（1）根據(jù)元素的化合價來判斷；
（2）金屬鋰是活潑金屬，能和水之間發(fā)生反應(yīng)；
（3）原電池中，陽離子移向正極；正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)；
（4）化合價降低元素所在的反應(yīng)物是氧化劑，化合價升高元素所在的反應(yīng)物是還原劑，配平方程式據(jù)此回答；
（5）根據(jù)氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性以及沉淀的轉(zhuǎn)化原理來判斷．

解答： 解：（1）反應(yīng)LiNiO₂

放電  .

充電

xLi+Li_1-xNiO₂Li中，Li的化合價降低，Ni的化合價升高，所以化合價變化的元素是Li和Ni，故答案為：Li；Ni；
（2）Li與水會發(fā)生反應(yīng)，2Li+2H₂O=2LiOH+H₂↑，所以該電池不能用水作電解質(zhì)，故答案為：Li與水會發(fā)生反應(yīng)：2Li+2H₂O=2LiOH+H₂↑；
（3）原電池中，陽離子移向正極，即鋰電池放電時，Li⁺向正極移動；正極上發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，即Li_1-xNiO₂+xLi⁺+xe^-=LiNiO₂，故答案為：正；Li_1-xNiO₂+xLi⁺+xe^-=LiNiO₂；
 （4）該反應(yīng)中一個Ni²⁺得到1個電子生成Ni⁺，一個H₂PO₂^-失去2個電子生成H₂PO₃^-，所以得失電子的最小公倍數(shù)為2，故Ni²⁺的計量數(shù)為2，H₂PO₂^-的計量數(shù)為2，然后根據(jù)原子守恒、電荷守恒配平方程式，所以該方程式為Ni²⁺+H₂PO₂^-+H₂O=Ni+H₂PO₃^-+2H⁺，氧化劑是Ni²⁺，還原劑是H₂PO₂^-，物質(zhì)的量之比是1：1，故答案為：1：1；
（5）除去NiSO₄溶液中混有的Cu²⁺，向溶液中加入NiS，NiS+Cu²⁺=CuS+Ni²⁺，Cu²⁺是氧化劑，Ni²⁺是氧化產(chǎn)物，氧化劑的氧化性強于氧化產(chǎn)物的氧化性，所以氧化性是：Cu²⁺＞Ni²⁺，沉淀的轉(zhuǎn)化原理：向著更難溶的方向進行，所以K_sp（CuS）＜K_sp（NiS），故答案為：＞；＜．

點評：本題綜合考查學(xué)生原電池的工作原理、氧化還原反應(yīng)的原理以及電子轉(zhuǎn)移配平方程以及規(guī)律、沉淀的轉(zhuǎn)化等知識，注意知識的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度中等．