21. 2019年诺贝尔化学奖授予锂离子电池领域。LiFePO
4(磷酸亚铁锂) 是锂离子电池的一种电极材料,可通过下列方法制备:
方法一:2FePO
4(s)+Li
2 CO
3(s)+2C(s)
⇌2LiFePO
4(s)+3CO(g)
(1)该反应的平衡常数表达式为
_____。若在容积不变的容器中,上述反应达到平衡时,一氧化碳的浓度为amol•L
﹣1,再充入bmol一氧化碳,则平衡向
_____方向移动,达到新平衡时,一氧化碳的浓度为
_____。
(2)一定温度下,在2L密闭容器中发生上述反应。反应进行到20min时,容器内固体的质量减少了5.6g,则0~20min内一氧化碳的平均反应速率是
_____。
方法二:LiFePO
4可以通过(NH
4)
2Fe(SO
4)
2、H
3PO
4与Li OH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
(3)氢氧化钠碱性比氢氧化锂碱性强,请用元素周期律知识说明理由
_____。
(4)共沉淀反应投料时,不将(NH
4)
2Fe(SO
4)
2和LiOH溶液直接混合,其原因是
_____。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO
4+Li
LiFePO
4,放电时,负极为
_____(填写化学式)。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为
_____。