锂离子电池能量密度大,循环性能优越,被称为绿色电池。电池常用近似石墨结构的活性炭作负极,锰酸锂或者钴酸锂、镍钴锰酸锂材料等活性材料物质作正极,采用溶解锂盐有机溶剂构成。磷酸亚铁锂电池的新能源汽车对减少二氧化碳排放和大气污染具有重要意义,工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺(
)为原料制磷酸亚铁锂材料。
回答下列问题:
(1)基态Fe原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s21s22s22p63s23p63d64s2;NH+4的空间构型为 正四面体型正四面体型;0.5mol苯胺中含有 7NA7NA个σ键(设NA表示阿伏加德罗常数的值)。
(2)在NH4H2PO4中,除氢元素外,电负性值最小的元素是 PP,P原子的 sp3sp3杂化轨道与O原子的2p轨道形成 σσ键。
(3)磷酸铁锂电池总反应式为:LiFePO4+6C放电充电Li1-xFeO4+LixC6。
①基态Fe3+与Fe2+的最外层电子数之比为 13:1413:14。
②上述电池中可用Co原子代替Fe原子,它们的各级电离能(kJ⋅mol-1)数据如表:
NH
+
4
放电
充电
I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | |
Fe | 762.5 | 1561.9 | 2957 | 5290 | 7240 |
Co | 760.4 | 1648 | 3232 | 4950 | 7670 |
Co2+、Fe2+价层电子排布分别为3d7、3d6,亚铁离子更易失去1个电子形成3d5的半填满稳定结构,故Co2+比Fe2+更难失去电子,因此I3(Co)>I3(Fe)
Co2+、Fe2+价层电子排布分别为3d7、3d6,亚铁离子更易失去1个电子形成3d5的半填满稳定结构,故Co2+比Fe2+更难失去电子,因此I3(Co)>I3(Fe)
。(4)磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体,其晶胞结构如图所示,乙晶体的化学式为
LiC12
LiC12
。在晶胞中,石墨层中最近的两个碳碳原子间的距离是142pm,石墨层与层间的距离是335pm,则甲晶体的密度为 7
+
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×
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【答案】1s22s22p63s23p63d64s2;正四面体型;7NA;P;sp3;σ;13:14;Co2+、Fe2+价层电子排布分别为3d7、3d6,亚铁离子更易失去1个电子形成3d5的半填满稳定结构,故Co2+比Fe2+更难失去电子,因此I3(Co)>I3(Fe);LiC12;
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【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:17引用:2难度:0.6
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