Question

【題目】化學電池的研究一直是化學工作者研究的熱點之一．

Ⅰ．美國科學家S魯賓成功開發鋅汞紐扣式電池，以鋅和氧化汞為電極材料，氫氧化鉀溶液為電解液的原電池，有效地解決電池使用壽命短，易發生漏液等問題．電池總反應為：Zn+HgO═ZnO+Hg。

（1）該電池的正極反應式為 。

（2）含汞電池生產企業的污水中會含有一定量的+2價的汞離子，通常采用處理成本較低的硫化物沉淀法，即向污水中投入一定量的硫化鈉，反應的離子方程式為 。

（3）該方法的缺點是產物的顆粒比較小，大部分懸浮于污水中，通常采用投入一定量的明礬晶體進行后續處理，請解釋其原因 。

Ⅱ．鋰離子電池由于輕便、比能量大等優點，成為當今社會最為常見的電池．其中的重要材料磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）通常按照下列流程進行生產：

請回答下列問題：

（4）生產過程中“混合攪拌”的目的是 。氣體X的化學式為 。

（5）請寫出一定條件下由LiH2PO4生成LiFePO4的化學方程式 ，當生成1mol磷酸亞鐵鋰時，轉移的電子數目為 。

（6）生成LiFePO4的過程可能產生一種雜質對電池有致命的影響，則該雜質可能為 。

Answer 1

【答案】I．（1）HgO+H2O+2e﹣=Hg+2OH﹣；

（2）Hg2++S2﹣=HgS↓；

（3）鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體具有吸附性，吸附HgS顆粒，加快HgS微粒的沉降；

Ⅱ．

（4）使反應物充分混合，提高反應速率；NH3；

（5）2LiH2PO4+Fe2O3+C=2LiFePO4+CO↑+2H2O；6．02×1023；

（6）Fe

【解析】

試題分析：I．（1）正極發生還原反應，HgO獲得電子生成Hg，堿性條件下還生成氫氧根離子，該電池的正極反應式為：HgO+H2O+2e﹣=Hg+2OH﹣；

（2）硫離子與汞離子反應生成HgS沉淀，反應離子方程式為：Hg2++S2﹣=HgS↓；

（3）鋁離子水解得到氫氧化鋁膠體具有吸附性，吸附HgS顆粒，加快HgS微粒的沉降；

Ⅱ．（4）生產過程中“混合攪拌”的目的是：使反應物充分混合，提高反應速率，銨根離子與氫氧根離子反應生成氨氣，即X為NH3；

（5）流程圖中LiH2PO4與Fe2O3、C反應生成LiFePO4，Fe元素被還原，C元素被氧化生成CO，還有水生成，反應方程式為：2LiH2PO4+Fe2O3+C=2LiFePO4+CO↑+2H2O，當生成1mol磷酸亞鐵鋰時，轉移的電子為1mol，即轉移電子數目為6．02×1023；

（6）碳可能將氧化鐵中Fe元素還原為Fe單質，對電池有致命的影響。