2014年12月我国首艘新型磷酸铁锂电池动力船在上海顺利下水，我国的船舶动力已进入一个崭新的时代．可见，研究化学反应原理有非常重要的意义．（1）磷酸铁锂电池以磷酸铁锂（LiFePO4）

Question

2014年12月我国首艘新型磷酸铁锂电池动力船在上海顺利下水，我国的船舶动力已进入一个崭新的时代．可见，研究化学反应原理有非常重要的意义．
（1）磷酸铁锂电池以磷酸铁锂（LiFePO₄）为正极材料的锂离子电池．
已知该锂离子电池的总反应为Li_1-xFePO₄+Li_xC₆

放电

充电

6C+LiFePO₄（Li_1-xFePO₄、Li_xC₆中Li为单质状态），则该电池放电时正极的电极反应式为___．以该电池为电源，以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu₂O和一种清洁能源，则阳极反应式为___．
（2）25℃时，几种电解质的电离平衡常数如下表所示：

电解质	电离常数（mol•L-1）
H3PO4	Ka1=7.1×10-3，Ka2=6.2×10-8，Ka3=4.5×10-13
HF	Ka=6.4×10-4
CH3COOH	Ka=1.7×10-5
NH3•H2O	Kb=1.7×10-5

①25℃，0.1mol•L^-1HF溶液的H⁺浓度为___mol•L^-1，100mL 0.1mol•L^-1NaF溶液中阴阳离子总数___（填“<”“>”或“=”）100mL 0.1mol•L^-1CH₃COONa溶液中阴阳离子总数．
②向10mL0.1mol•L^-1CH₃COOH溶液中逐滴滴加0.1mol•L^-1的氨水，当消耗氨水10mL时溶液中各离子浓度的大小关系是___．
③已知NaH₂PO₄溶液显酸性而Na₂HPO₄溶液显碱性，25℃，浓度均为0.1mol•L^-1 NaH₂PO₄与Na₂HPO₄溶液中水的电离程度___（填“前者大”、“后者大”或“相等”）．

Answer 1

（1）锂离子电池的总反应为Li_1-xFePO₄+Li_xC₆

放电

充电

6C+LiFePO₄（Li_1-xFePO₄、Li_xC₆中Li为单质状态），则该电池放电时正极上发生得电子的还原反应，即电极反应式为FePO₄+Li⁺+e^-→LiFePO₄，以该电池为电源，以铜为阳极，以石墨为阴极，用NaCl溶液作电解液进行电解，得到半导体材料Cu₂O和一种清洁能源，则阳极是金属铜失电子的氧化反应，反应式为2Cu+2H₂O-2e^-=Cu₂O+2H⁺，故答案为：FePO₄+Li⁺+e^-→LiFePO₄；2Cu+2H₂O-2e^-=Cu₂O+2H⁺；
（2）①HF的Ka=(c(H+)•c(F-))/(c(HF))=6.4×10^-4；氢离子和氟离子浓度是相等的，所以溶液的H⁺浓度为

2

Ka•c(HF)

=8×10^-3mol•L^-1，根据算的电离常数，知道醋酸酸性弱于HF，盐的水解规律：越弱越水解；所以F离子水解程度小于醋酸根离子的水解程度，所以NaF溶液中阴阳离子总数较小，故答案为：8×10^-3；<；
②向10mL0.1mol•L^-1CH₃COOH溶液中逐滴滴加0.1mol•L^-1的氨水，当消耗氨水10mL时，得到的是醋酸铵的水溶液，氨水的电离常数和醋酸的电离常数相等，所以铵根离子和醋酸根离子的水解程度相等，溶液显示中性，所以c（CH₃COO^-）=c（NH₄⁺）>c（H⁺）=c（OH^-），故答案为：c（CH₃COO^-）=c（NH₄⁺）>c（H⁺）=c（OH^-）；
③根据NaH₂PO₄溶液显酸性而Na₂HPO₄溶液显碱性，得到H₂PO₄^-水解程度小于电离程度，此离子对水的电离起到抑制作用，HPO₄^-水解程度大于电离程度，对水的电离起到促进作用，所以Na₂HPO₄溶液中水的电离程度较大，故答案为：后者大．