Question

14．金屬在自然界中大多以化合態形式存在，但它們在日常生活中應用比較廣泛，需要進行冶煉．
（1）鋁熱反應常用來冶煉某些難熔金屬，下列物質中，不能發生鋁熱反應的是MgO（填標號）．
a．CuO b．MgO c．Fe₃0₄ d．MnO₂
（2）金屬鯉常用于制備電池，北斗衛星采用磷酸鐵鉀（LiFepO₄）電池，已知LiFepO₄新型鋰離子動力電池放電時總反應式為FePO₄+Li═LiFepO₄
①該電池的正極反應式為FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，電池內部Li⁺向正極移動．
②維持電流強度為5A，電池工作10分鐘，理論上消耗鋰約為0.22g（保留兩位小數，已知F=96500C•mol^-1）
③該電池的電解質溶液能否用水配制？（填“能”或“不能”），原因是因為電解材料鋰與水反應生成氫氣．

Answer 1

分析 （1）鋁熱反應可冶煉熔點高的活潑性比Al弱的金屬，以此來解答；
（2）①放電時，正極上FePO₄得電子發生還原反應，電極反應式為：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，原電池中陽離子向正極移動；
②持電流強度為5A，電池工作10分鐘，則電量為5A×600s=3000C，轉移電子的物質的量為$\frac{3000C}{96500C/mol}$，以此計算消耗鋰的質量；
③該電池的電解質溶液不能水用配制，因為電解材料鋰與水反應．

解答 解：（1）鋁熱反應可冶煉熔點高的活潑性比Al弱的金屬，由金屬活潑性可知，只有Mg的金屬性大于Al，而a、c、d中金屬的活潑性小于Al，則只有b不能與鋁粉發生鋁熱反應，故答案為：MgO；
（2）①放電時，正極上FePO₄得電子發生還原反應，電極反應式為：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄，原電池中陽離子向正極移動，故答案為：FePO₄+Li⁺+e^-═LiFePO₄；正；
②持持電流強度為5A，電池工作10分鐘，則電量為5A×600s=3000C，轉移電子的物質的量為$\frac{3000C}{96500C/mol}$，則消耗鋰的質量為$\frac{3000C}{96500C/mol}$×6.941 g/mol=0.22g，
故答案為：0.22；
③該電池的電解質溶液不能水用配制，因為電解材料鋰與水反應，故答案為：不能，因為電解材料鋰與水反應生成氫氣．

點評 本題考查化學電源新型電池知識，本題難度不大，注意根據電池反應書寫電極反應式的方法，以及離子的定向移動問題．