9．(09四川卷29)(15分)

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［(CH_3­COO) 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。

在锂郭了电池中，需要一种有机聚合物作为正负极之间锂郭子选移的介质，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

　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

答案：

(1)为了防止亚铁化合物被氧化　　　　　　　　　　　　　 (3分)

(2)CO　　　　　　 HO　　　　　　 NH₃　　　　　　　　　　 (每空1分，共3分)

(3)Fe+HP+Li⁺2e＝LiFePO₄+2H⁺　　　　　　　　　 (3分)

(4)

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (3分)

(5)FePO₄+Li⁺+e====LiFePO₄　　　　　　　　　　　　 (3分)

8．(09天津卷10)(14分)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定，请回答：

(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是　　　，在导线中电子流动方向为　　　

　　　(用a、b 表示)。

(2)负极反应式为　　　　。

(3)电极表面镀铂粉的原因为　　　　　　　　　　　　　　 。

(4)该电池工作时，H₂和O₂连续由外部供给，电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：

Ⅰ.2Li+H₂2LIH

Ⅱ.LiH+H₂O==LiOH+H₂↑

①反应Ⅰ中的还原剂是　　　，反应Ⅱ中的氧化剂是　　　。

②已知LiH固体密度为0.82g/cm³。用锂吸收224L(标准状况)H₂，生成的LiH体积与被吸收的H₂体积比为　　　　。

③由②生成的LiH与H₂O作用，放出的H₂用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为　　　　　 　mol。

答案：

　　　 ③32

^解析：

本题考查电化学知识。

(1)原电池的实质为化学能转化成电能。总反应为2H₂ + O₂ =2H₂O，其中H₂从零价升至+1价，失去电子，即电子从a流向b。

(2)负极为失去电子的一极，即H₂失电子生成H⁺，由于溶液是碱性的，故电极反应式左右应各加上OH^－。

(3)铂粉的接触面积大，可以加快反应速率。

(4)I.Li从零价升至+1价，作还原剂。II.H₂O的H从+1降至H₂中的零价，作氧化剂。由反应I，当吸收10molH₂时，则生成20molLiH，V=m/ρ=20×7.9/0.82 ×10^-3L=192.68×10^-3L。V(LiH)/v(H₂)= 192.68×10^-3L/224L=8.71×10^-4。20mol LiH可生成20mol H₂，实际参加反应的H₂为20×80%=1.6mol，1molH₂转化成1molH₂O，转移2mol电子，所以1.6molH₂可转移3.2mol的电子。

7．(09海南卷3)除去NaHCO₃溶液中混有的少量Na₂CO₃可采取的方法是：

A．通入二氧化碳气体　　　　 B．加入氢氧化钡溶液

C．加入澄清石灰水　　　　　 D．加入稀盐酸

答案：A

6．(09上海卷10)9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有

A．0.2mol中子　　　　　　 B．0.4mol电子

C．0.2mol质子　　　　　　 D．0.4mol分子

答案：B

5．(09福建卷10) 在一定条件下，Na₂CO₃溶液存在水解平衡：。下列说法正确的是

A. 稀释溶液，水解平衡常数增大　　　　　　

B. 通入CO₂，平衡朝正反应方向移动　

C. 升高温度，减小　　　　　　　

D. 加入NaOH固体，溶液PH减小

答案：B

解析：平衡常数仅与温度有关，故稀释时是不变的，A项错；CO₂通入水中，相当于生成H₂CO₃，可以与OH^－反应，而促进平衡正向移动，B项正确；升温，促进水解，平衡正向移动，故表达式的结果是增大的，C项错；D项，加入NaOH,碱性肯定增强，pH增大，故错。

4．(09浙江卷12)市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体)，电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为：

　　　　　 　　　　Li+2Li

下列说法不正确的是

A．放电时，负极的电极反应式：Li-e=Li

B．充电时，Li既发生氧化反应又发生还原反应

C．该电池不能用水溶液作为电解质

D．放电过程中Li向负极移动

答案：^D

^解析：

A项，　　 Li从零价升至正价，失去电子，作为负极，正确；

B项，　　　 反应逆向进行时。反应物只有一种，故化合价既有升，又有降，所以既发

生氧化反应又发生还原反应，正确；

C项，　　　 由于Li可以与水反应，故应为非水材料，正确；

D项，原电池中阳离子应迁移至正极失电子，故错。

3．(09天津卷2) 25 ℃时，浓度均为0.2 mol/L的NaHCO₃和Na₂CO₃溶液中,下列判断不正确的是

A.均存在电离平衡和水解平衡

B.存在的粒子种类相同

C.c(OH^-)前者大于后者

D.分别加入NaOH固体，恢复到原温度，c(CO₃^3-)均增大

答案：^C

^解析：

相同浓度时，Na₂CO₃的碱性强于NaHCO₃，C项错。

2．(09全国卷Ⅱ8)下列叙述中正确的是

A. 向含有CaCO₃沉淀的水中通入CO₂ 至沉淀恰好溶解，再向溶液中加入NaHCO₃ 饱和溶液，又有CaCO₃沉淀生成

B. 向Na₂ CO₃溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，生成的CO₂与原Na₂ CO₃的物质的量之比为1：2.

C. 等质量的NaHCO₃和Na₂ CO₃分别与足量盐酸反应，在同温同压下，生成的CO₂体积相同

D. 向Na₂ CO₃饱和溶液中通入CO₂，有NaHCO₃结晶析出

答案：^D

^解析：

^{CaCO3与CO2反应生成Ca(HCO3)2,再加入NaHCO3是没有现象的，A项错；}

向Na₂CO₃溶液中逐滴加入等物质的量的稀盐酸，^{仅生成NaHCO3，无CO2气体放出，B项错；}

^等质量的NaHCO₃和Na₂CO₃，其中NaHCO₃的物质的量多，与足量HCl反应时，放出的CO₂多，C项错；

D项，发生的反应为：Na₂CO₃ + CO₂ + H₂O =2NaHCO₃↓，由于NaHCO₃的溶解性较小，故有结晶析出，正确。

1．(09全国卷Ⅰ11)为了检验某含有杂质的样品的纯度，现将克样品加热，其质量变为g,，则该样品的纯度(质量分数)是

A.

B.

C.

D.

答案：A

解析：

2NaHCO₃ 　Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O 　　　　 m (减少)

　 2×84　　　　 106　　　　　　　　 　　　　　　62

　　 x　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　(W1- w2)

解得x=，将其带入下式可得： w(Na₂CO₃)= (w1- x )/W1 = ，A项正确。

20．(09宁夏卷26)(14分)碱式碳酸铜可表示为：xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O,测定碱式碳酸铜组成的方法有多种。

(1)现采用氢气还原法，请回答如下问题：

①写出xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O与氢气反应的化学方程式　　　　　　　　　　　 ；

②试验装置用下列所有仪器连接而成，按氢气流方向的连接顺序是(填入仪器接口字母编号)：

(a)→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→( )( )→(l)

③称取23.9g某碱式碳酸铜样品，充分反应后得到12.7g残留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。该样品的结晶水质量为　　　　　 　g，化学式为　　　　　　 ；

(2)某同学以氮气代替氢气，并用上述全部或部分仪器来测定碱式碳酸铜的组成，你认为是否可行？请说明理由。　　　　　　　　　　　　 。

答案：

(1)①xCuCO₃·yCu(OH)₂·zH₂O+(x+y)H ₂ = (x+y)Cu+ xCO₂+(x+2y+z)H₂O

②a→k,j→gf(hi)→de(ed)→hi(gf)→bc(cb)→l

③1.8　 CuCO₃·Cu(OH) ₂·H₂O

(2)可行　 根据反应xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O=(x+y)CuO+ xCO₂↑+(y+z)H₂O↑,依据碱式碳酸铜、CuO、CO₂和H₂O质量(或其中任意三个量)，即可计算出其组成。

解析：

(1)本题的碱式碳酸铜与氢气反应看似一个很难的信息，其实细心一点只要把它理解为CuCO₃和Cu(OH)₂受热分解后产物CuO再与氢气反应，第①问题便可以解决；对于②要能分析出测定反应后CO₂和H₂O质量，因此对于氢气发生器后仪器的选择是除氯化氢和水蒸气，防止对后续测定影响就可以了，因为测定H₂O和CO₂分别用浓硫酸和碱石灰是固定的。

(2)其实在分析(1)①方程式书写时便得到了碱式碳酸铜热分解方程式： xCuCO₃·yCu(OH) ₂·zH₂O=(x+y)CuO+ xCO₂↑+(y+z)H₂O↑，稍加分析可知，依据碱式碳酸铜、CuO、CO₂和H₂O质量(或其中任意三个量)，即可计算出其组成。

碱金属及其化合物