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-优题课

题文

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

科目化学题型填空题难度较难

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卤代烃在生产生活中具有广泛的应用，回答下列问题：
（1）多卤代甲烷作为溶剂，其中分子结构为正四面体的是。工业上分离这些多卤代甲烷的方法是。
（2）三氟氯溴乙烷（ $C F_{3} C H C l B r$ ）是一种麻醉剂，写出其所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)。
（3）聚氯乙烯是生活中常见的塑料。工业生产聚氯乙烯的一种工艺路线如下：

反应①的化学方程式是，反应类型为，反应②的反应类型为。

硝基苯甲酸乙酯在 $O H^{-}$ 存在下发生水解反应： $O_{2} N C_{6} H_{4} C O O C_{2} H_{5} + O H^{-}$ $O_{2} N C_{6} H_{4} C O O^{-} + C_{2} H_{5} O H$ .两种反应物的初始浓度均为0.050 $m o l / L$ ,15 $° C$ 时测得： $O_{2} N C_{6} H_{4} C O O C_{2} H_{5}$ 的转化率 $α$ 随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：

$t / s$	0	120	180	240	330	30	600	700	800
$α$ /%	0	33.0	41.8	48.8	58.0	69.0	70.4	71.0	71.0

（1）列式计算该反应在120～180 $s$ 与180～240 $s$ 区间的平均反应速率、。比较两者大小可得到的结论是。
（2）列式计算15 $° C$ 时该反应的平衡常数。
（3）为提高 $O_{2} N C_{6} H_{4} C O O C_{2} H_{5}$ 的平衡转化率，除可适当控制反应温度外，还可以采取的措施有（要求写出两条）。

4种相邻的主族短周期元素的相对位置如表，元素 $x$ 的原子核外电子数是 $m$ 的2倍， $y$ 的氧化物具有两性。回答下列问题：

		$m$	$n$
$x$	$y$

（1）元素 $x$ 在周期表中的位置是第周期、第族，其单质可采用电解熔融的方法制备。
（2） $m$ 、 $n$ 、 $y$ 三种元素最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是，碱性最强的是.(填化学式)
（3）气体分子 ${(m n)}_{2}$ 的电子式为， ${(m n)}_{2}$ 称为拟卤素，性质与卤素类似，其与氢氧化钠溶液反应的化学方程式是。

$H_{2} O_{2}$ 是一种绿色氧化还原试剂，在化学研究中应用广泛。
（1）某小组拟在同浓度 $F e^{3 +}$ 的催化下，探究 $H_{2} O_{2}$ 浓度对 $H_{2} O_{2}$ 分解反应速率的影响。限选试剂与仪器：30% $H_{2} O_{2}$ 、0.1 $m o l / L F e_{2} (S O_{4})_{3}$ 、蒸馏水、锥形瓶、双孔塞、水槽、胶管、玻璃导管、量筒、秒表、恒温水浴槽、注射器
①写出本实验 $H_{2} O_{2}$ 分解反应方程式并标明电子转移的方向和数目：

②设计实验方案：在不同 $H_{2} O_{2}$ 浓度下，测定（要求所测得的数据能直接体现反应速率大小）。
③设计实验装置，完成下图的装置示意图。

④参照下表格式，拟定实验表格，完整体现实验方案（列出所选试剂体积、需记录的待测物理量和所拟定的数据；数据用字母表示）。

（2）利用图 $a$ 和 $b$ 中的信息，按图 $c$ 装置（连能的 $A$ 、 $B$ 瓶中已充有 $N O_{2}$ 气体）进行实验。可观察到 $B$ 瓶中气体颜色比 $A$ 瓶中的（填"深"或"浅"），其原因是。

石墨在材料领域有重要应用。某初级石墨中含 $S i O_{2}$ （7.8%）、 $A l_{2} O_{3}$ (5.1%)、 $F e_{2} O_{3}$ (3.1%)和 $M g O$ (0.5%)等杂质。设计的提纯和综合应用工艺如下：

（注： $S i C l_{4}$ 的沸点是57.6ºC，金属氯化物的沸点均高于150ºC）
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（3）步骤①为：搅拌、。所得溶液IV中阴离子有。
（4）由溶液IV生成沉淀V的总反应的离子方程式为。100 $k g$ 初级石墨最多可获得 $V$ 的质量为 $k g$ 。
（5）石墨可用于自然水体中铜件的电化学防腐，完成下图防腐示意图，并作相应标注。

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