Question

【題目】2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了三位為鋰離子電池發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)的科學(xué)家，鋰離子電池廣泛應(yīng)用于手機(jī)、筆記本電腦等。

(1)鋰元素在元素周期表中的位置：_________________。

(2)氧化鋰(Li2O)是制備鋰離子電池的重要原料，氧化鋰的電子式為_____________。

(3)近日華為宣布:利用鋰離子能在石墨烯表面和電極之間快速大量穿梭運(yùn)動(dòng)的特性，開發(fā)出了石墨烯電池，電池反應(yīng)式為LIxC6+Li1-xC6+LiCoO2，其工作原理如圖。

①石墨烯的優(yōu)點(diǎn)是提高電池的能量密度，石墨烯為層狀結(jié)構(gòu)，層與層之間存在的作用力是_______。

②鋰離子電池不能用水溶液做離子導(dǎo)體的原因是___________(用離子方程式表示）。

③鋰離子電池放電時(shí)正極的電極反應(yīng)式為________________。

④請指出使用鋰離子電池的注意問題____________________。(回答一條即可)

Answer 1

【答案】第二周期第IA族 范德華力(分子間作用力) 2Li+2H2O=2Li++2OH-+H2↑ Li1-xCoO2+xLi++xe-= LiCoO2 避免過充、過放、過電流、短路及熱沖擊或使用保護(hù)元件等

【解析】

(1)根據(jù)鋰元素的原子結(jié)構(gòu)與元素位置的關(guān)系分析判斷；

(2)氧化鋰是離子化合物，Li+與O2-之間通過離子鍵結(jié)合；

(3)①石墨烯結(jié)構(gòu)是平面結(jié)構(gòu)，層內(nèi)是共價(jià)鍵，層間以分子間作用力結(jié)合；

②根據(jù)Li是堿金屬元素，利用堿金屬單質(zhì)的性質(zhì)分析；

③鋰離子電池放電時(shí)正極上Li+得電子變?yōu)?/span>LiCoO2；

④使用鋰離子電池的注意問題是禁止過充、過房，配備相應(yīng)的保護(hù)元件等。

(1)Li是3號(hào)元素，核外電子排布為2、1，所以Li在元素周期表的位置位于第二周期第IA族；

(2) Li2O是離子化合物，Li+與O2-之間通過離子鍵結(jié)合,其電子式為：；

(3)①石墨烯的優(yōu)點(diǎn)是提高電池的能量密度，石墨烯為層狀結(jié)構(gòu)，在層內(nèi)，C原子之間以共價(jià)鍵結(jié)合，在層與層之間存在的作用力是分子間作用力，也叫范德華力；

②Li是堿金屬元素，單質(zhì)比較活潑，容易和水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，反應(yīng)方程式為：2Li+2H2O=2Li++2OH-+H2↑，所以鋰離子電池不能用水溶液；

③根據(jù)鋰電池總反應(yīng)方程式可知：鋰離子電池在放電時(shí)，正極上Li+得電子變?yōu)?/span>LiCoO2，電極反應(yīng)式為：Li1-xCoO2+xLi++xe-= LiCoO2；

④鋰電池在使用時(shí)應(yīng)該注意的問題是避免過充、過放、過電流、短路及熱沖擊或使用保護(hù)元件等。