Question

【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了在鋰離子電池發(fā)展上做出突出貢獻(xiàn)的三位杰出科學(xué)家。在鋰離子電池中常用到磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）作為優(yōu)質(zhì)正極材料。

（1）鋰離子（Li+）屬于_________（填“陰”或“陽(yáng)”）離子。圖一x的數(shù)值是______，圖二中與鋰原子的化學(xué)性質(zhì)相似的粒子是______（填序號(hào)）。

（2）已知磷酸亞鐵鋰中鋰元素顯+1價(jià)，則磷元素顯______價(jià)。

（3）在工業(yè)上制備磷酸亞鐵鋰時(shí)常發(fā)生如下反應(yīng)：2LiH2PO4+Fe2O3+C2LiFePO4+2X+CO 根據(jù)質(zhì)量守恒定律，則其中X的化學(xué)式是________。

Answer 1

【答案】陽(yáng) 3 A +5 H2O

【解析】

（1）帶正電的原子是陽(yáng)離子，根據(jù)鋰離子的符號(hào)可知鋰離子是陽(yáng)離子；圖一表示鋰原子結(jié)構(gòu)示意圖，核電荷數(shù)等于核外電子數(shù)，因此x=3；最外層電子數(shù)相同具有相似的化學(xué)性質(zhì)，鋰原子最外層電子數(shù)是1，因此圖二中的元素A與鋰原子具有相似的化學(xué)性質(zhì)。故填：陽(yáng)，3，A。

（2）根據(jù)化合物中各元素的化合價(jià)代數(shù)和為零計(jì)算磷酸亞鐵鋰中磷元素的化合價(jià)，已知鋰元素顯+1價(jià)，氧元素通常顯-2價(jià)，亞鐵離子顯+2價(jià)，設(shè)磷元素化合價(jià)為x，可列式子：，計(jì)算得x=+5。故填：+5。

（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律知化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類(lèi)不變，原子的數(shù)目沒(méi)有增減進(jìn)行計(jì)算，制備磷酸亞鐵鋰時(shí)常發(fā)生如下反應(yīng)：2LiH2PO4+Fe2O3+C2LiFePO4+2X+CO，反應(yīng)前鋰原子的個(gè)數(shù)是2，氫原子的個(gè)數(shù)是4，磷原子的個(gè)數(shù)是2，氧原子的個(gè)數(shù)是11，鐵原子的個(gè)數(shù)是2，碳原子的個(gè)數(shù)是1，反應(yīng)后已知化學(xué)式中鋰原子的個(gè)數(shù)是2，磷原子個(gè)數(shù)是2，氧原子個(gè)數(shù)是9，鐵原子個(gè)數(shù)是2，碳原子個(gè)數(shù)是1，因此2X中共含有4個(gè)氫原子和兩個(gè)氧原子，因此X的化學(xué)式為H2O。故填：H2O。