Question

【題目】2019年諾貝爾化學獎授予三位科學家，因他們研制出鋰離子電池。目前鋰離子電池廣泛應用于便攜電子設備和新能源汽車。

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

(2)大型電動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數比為____，其中鐵元素的質量分數為____(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為____。氫化鋰與水反應生成生成一種堿和一種可燃性氣體，該反應的化學反應方程式為______。

(4)從智能手機、筆記本電腦等電子產品，到電動車和風能、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點有_____(至少兩點)。

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、能量強大、無記憶效應、無污染、循環壽命長等

【解析】

(1)根據電池的反應原理可知，二氧化錳標在反應條件的位置，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，由化學式可知，磷和氧的原子個數比為1:4，其中鐵元素的質量分數為。

(3)在形成氫化鋰(LiH)中鋰原子易失去一個電子，帶一個單位的正電荷，化合價為+1，根據化合物里正負化合價為0的原則，氫化鋰中氫元素的化合價為-1。氫化鋰與水反應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，該反應的化學反應方程式為LiH＋H2O＝LiOH＋H2↑。

(4)根據實踐證明，鋰離子電池的優點有安全可靠、成本低、充電快、能量強大、無污染、循環壽命長等。