问题标题:
Ⅰ.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe,则该电池的总反应式为___.Ⅱ.锂一黄铁矿高容量电池,由于其污染小、成本低、电容量大、黄
问题描述:
Ⅰ.Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池,该电池中正极的电极反应式为2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe,则该电池的总反应式为___.
Ⅱ.锂一黄铁矿高容量电池,由于其污染小、成本低、电容量大、黄铁矿储备丰富而有望取代目前市场的碱性电池.制取高纯度黄铁矿的工艺流程如图:
(1)已知:Ksp(FeS=1.59×10-19,Ksp[Fe(OH)2]=4.87×10-17,为得到较纯的FeS沉淀,最好在FeCl2 溶液中加入的试剂为___(填序号)
A.(NH4)2S B.CuS C.H2S D.Na2S
(2)关于白铁矿与黄铁矿下列判断错误的是___(填序号)
A.属于同素异形体
B.因为晶体结构不同而导致性质有差别
C.黄铁矿比白铁矿更稳定
(3)反应Ⅲ制取 S22-时,溶液必须保持为碱性,除了S2- 与酸反应外,还有更重要的原因是(用离子方程式表示)___.
(4)室温下,Li/FeS2 二次电池所用的电解质是非水液体电解质,放电行为与温度有关.
①该电池电解质为非水液体电解质,原因是___.
②温度低时,锂与FeS2反应只生成A物质,产生第一次放电行为;温度升高,锂与A继续反应(产物之一为Fe),产生第二次放电行为.若二次行为均进行完全且放电量恰好相等.请写出化学反应方程式:
第一次放电:___;第二次放电:___.
(5)制取高纯度黄铁矿的另一种方法是:以LiCl-KC1低共熔点混合物为电解质,FeS为阳极,Al为阴极,在适当的电压下电解.写出阳极反应式___.
刘泽强回答:
Ⅰ.该电池中正极的电极反应式为:2Li++FeS+2e-═Li2S+Fe;负极的电极反应式为:Li-e-═Li+.正负极反应相加可得反应的电池总反应为2Li+FeS═Li2S+Fe,故答案为:2Li+FeS═Li2S+Fe;
Ⅱ.(1)越是Ksp小的物质越容易生成,CuS、H2S都和氯化亚铁之间不反应,硫化铵可以和氯化亚铁之间反应得到硫化亚铁沉淀,但是硫化钠的溶液碱性较强,不可避免的会产生氢氧化亚铁杂质,所以A更适宜.
故选A;
(2)A.同素异形体是同种元素组成的单质,但是黄铁矿和白铁矿是化合物,故A错误;
B.黄铁矿和白铁矿的分子式是一样的,因为晶体结构不同而导致性质有差别,故B正确;
C.黄铁矿是白铁矿加热下的产物,由此可见黄铁矿比白铁矿更稳定,故C正确;
故选A;
(3)S22-在酸性环境下可以发生自身氧化还原反应,即S22-+2H+=S↓+H2S↑,故答案为:S22-+2H+=S↓+H2S↑;
(4)①金属锂可以和水之间反应生成氢氧化锂和氢气;
②根据信息:第一次放电行为的反应是温度低时,锂与FeS2反应只生成A物质,即2Li+FeS2=Li2FeS2,第二次放电行为的反应是:温度升高,锂与A继续反应(产物之一为Fe),发生的反应为:2Li+Li2FeS2=2Li2S+Fe,故答案为:2Li+FeS2=Li2FeS2;2Li+Li2FeS2=2Li2S+Fe;
(5)FeS为阳极,Al为阴极,阳极上会发生失电子的氧化反应,发生的电极反应为:2FeS-2e-=FeS2+Fe2+,故答案为:2FeS-2e-=FeS2+Fe2+.
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