Question

【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位科學(xué)家，因他們研制出鋰離子電池。目前鋰離子電池廣泛應(yīng)用于便攜電子設(shè)備和新能源汽車。

(1)高性能鋰空氣電池的反應(yīng)原理可表示為 ，二氧化錳是反應(yīng)中的____(填“反應(yīng)物”“生成物”或“催化劑”)。

(2)大型電動(dòng)車通常使用磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)電池，磷酸亞鐵鋰中非金屬元素的原子個(gè)數(shù)比為____，其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____(精確到0.1%)。

(3)金屬鋰除了制造鋰電池外，還可以用于儲存氫氣，其原理是鋰與氫氣化合生成白色粉末狀的氫化鋰(LiH)，氫化鋰中氫元素的化合價(jià)為____。氫化鋰與水反應(yīng)生成生成一種堿和一種可燃性氣體，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為______。

(4)從智能手機(jī)、筆記本電腦等電子產(chǎn)品，到電動(dòng)車和風(fēng)能、太陽能等大型儲能裝置，如今鋰離子電池已成為我們生活中必備的能量源。聚合物鋰離子電池是鋰離子電池的一種，請說明鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)有_____(至少兩點(diǎn))。

Answer 1

【答案】催化劑 1:4 35.4% ﹣1 LiH＋H2O＝LiOH＋H2↑ 輕巧耐用、安全可靠、成本低、充電快、能量強(qiáng)大、無記憶效應(yīng)、無污染、循環(huán)壽命長等

【解析】

(1)根據(jù)電池的反應(yīng)原理可知，二氧化錳標(biāo)在反應(yīng)條件的位置，屬于催化劑。

(2)在磷酸亞鐵鋰中金屬元素有鋰和鐵，非金屬元素有磷和氧，由化學(xué)式可知，磷和氧的原子個(gè)數(shù)比為1:4，其中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。

(3)在形成氫化鋰(LiH)中鋰原子易失去一個(gè)電子，帶一個(gè)單位的正電荷，化合價(jià)為+1，根據(jù)化合物里正負(fù)化合價(jià)為0的原則，氫化鋰中氫元素的化合價(jià)為-1。氫化鋰與水反應(yīng)生成生成一種堿和一種可燃性氣體，該堿是氫氧化鋰，可燃性氣體為氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為LiH＋H2O＝LiOH＋H2↑。

(4)根據(jù)實(shí)踐證明，鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)有安全可靠、成本低、充電快、能量強(qiáng)大、無污染、循環(huán)壽命長等。