Question

【题目】2019年诺贝尔化学奖授予三位科学家，因他们研制出锂离子电池。目前锂离子电池广泛应用于便携电子设备和新能源汽车。

(1)高性能锂空气电池的反应原理可表示为 ，二氧化锰是反应中的____(填“反应物”“生成物”或“催化剂”)。

(2)大型电动车通常使用磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池，磷酸亚铁锂中非金属元素的原子个数比为____，其中铁元素的质量分数为____(精确到0.1%)。

(3)金属锂除了制造锂电池外，还可以用于储存氢气，其原理是锂与氢气化合生成白色粉末状的氢化锂(LiH)，氢化锂中氢元素的化合价为____。氢化锂与水反应生成生成一种碱和一种可燃性气体，该反应的化学反应方程式为______。

(4)从智能手机、笔记本电脑等电子产品，到电动车和风能、太阳能等大型储能装置，如今锂离子电池已成为我们生活中必备的能量源。聚合物锂离子电池是锂离子电池的一种，请说明锂离子电池的优点有_____(至少两点)。

Answer 1

【答案】催化剂 1:4 35.4% ﹣1 LiH＋H2O＝LiOH＋H2↑ 轻巧耐用、安全可靠、成本低、充电快、能量强大、无记忆效应、无污染、循环寿命长等

【解析】

(1)根据电池的反应原理可知，二氧化锰标在反应条件的位置，属于催化剂。

(2)在磷酸亚铁锂中金属元素有锂和铁，非金属元素有磷和氧，由化学式可知，磷和氧的原子个数比为1:4，其中铁元素的质量分数为。

(3)在形成氢化锂(LiH)中锂原子易失去一个电子，带一个单位的正电荷，化合价为+1，根据化合物里正负化合价为0的原则，氢化锂中氢元素的化合价为-1。氢化锂与水反应生成生成一种碱和一种可燃性气体，该碱是氢氧化锂，可燃性气体为氢气，该反应的化学反应方程式为LiH＋H2O＝LiOH＋H2↑。

(4)根据实践证明，锂离子电池的优点有安全可靠、成本低、充电快、能量强大、无污染、循环寿命长等。