Question

【题目】化学电池的研究一直是化学工作者研究的热点之一．

Ⅰ．美国科学家S鲁宾成功开发锌汞纽扣式电池，以锌和氧化汞为电极材料，氢氧化钾溶液为电解液的原电池，有效地解决电池使用寿命短，易发生漏液等问题．电池总反应为：Zn+HgO═ZnO+Hg。

（1）该电池的正极反应式为 。

（2）含汞电池生产企业的污水中会含有一定量的+2价的汞离子，通常采用处理成本较低的硫化物沉淀法，即向污水中投入一定量的硫化钠，反应的离子方程式为 。

（3）该方法的缺点是产物的颗粒比较小，大部分悬浮于污水中，通常采用投入一定量的明矾晶体进行后续处理，请解释其原因 。

Ⅱ．锂离子电池由于轻便、比能量大等优点，成为当今社会最为常见的电池．其中的重要材料磷酸亚铁锂（LiFePO4）通常按照下列流程进行生产：

请回答下列问题：

（4）生产过程中“混合搅拌”的目的是 。气体X的化学式为 。

（5）请写出一定条件下由LiH2PO4生成LiFePO4的化学方程式 ，当生成1mol磷酸亚铁锂时，转移的电子数目为 。

（6）生成LiFePO4的过程可能产生一种杂质对电池有致命的影响，则该杂质可能为 。

Answer 1

【答案】I．（1）HgO+H2O+2e﹣=Hg+2OH﹣；

（2）Hg2++S2﹣=HgS↓；

（3）铝离子水解得到氢氧化铝胶体具有吸附性，吸附HgS颗粒，加快HgS微粒的沉降；

Ⅱ．

（4）使反应物充分混合，提高反应速率；NH3；

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

（6）Fe

【解析】

试题分析：I．（1）正极发生还原反应，HgO获得电子生成Hg，碱性条件下还生成氢氧根离子，该电池的正极反应式为：HgO+H2O+2e﹣=Hg+2OH﹣；

（2）硫离子与汞离子反应生成HgS沉淀，反应离子方程式为：Hg2++S2﹣=HgS↓；

（3）铝离子水解得到氢氧化铝胶体具有吸附性，吸附HgS颗粒，加快HgS微粒的沉降；

Ⅱ．（4）生产过程中“混合搅拌”的目的是：使反应物充分混合，提高反应速率，铵根离子与氢氧根离子反应生成氨气，即X为NH3；

（5）流程图中LiH2PO4与Fe2O3、C反应生成LiFePO4，Fe元素被还原，C元素被氧化生成CO，还有水生成，反应方程式为：2LiH2PO4+Fe2O3+C=2LiFePO4+CO↑+2H2O，当生成1mol磷酸亚铁锂时，转移的电子为1mol，即转移电子数目为6．02×1023；

（6）碳可能将氧化铁中Fe元素还原为Fe单质，对电池有致命的影响。