
1.(2024·辽宁卷)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有晶胞均为立方晶胞。下列说法错误的是( )
A.结构1钴硫化物的化学式为Co9S8
B.晶胞2中S与S的最短距离为2(3)a
C.晶胞2中距Li最近的S有4个
D.晶胞2和晶胞3表示同一晶体
答案:B
解析:由均摊法得,结构1中含有Co的数目为4+4×8(1)=4.5,含有S的数目为1+12×4(1)=4,Co与S的原子个数比为9∶8,因此结构1的化学式为Co9S8,A正确;由图可知,晶胞2中S与S的最短距离为面对角线的2(1),晶胞边长为a,即S与S的最短距离为2(2)a,B错误;如图:,以图中圈出的Li为例,与其最近的S共4个,C正确;如图,当两个晶胞2放在一起时,图中灰框截取的部分就是晶胞3,晶胞2和晶胞3表示同一晶体,D正确。
2.(2024·安徽卷)研究人员制备了一种具有锂离子通道的导电氧化物(LixLayTiO3),其立方晶胞和导电时Li+迁移过程如图所示。已知该氧化物中Ti为+4价,La为+3价。下列说法错误的是( )
A.导电时,Ti和La的价态不变
B.若x=3(1),Li+与空位的数目相等
C.与体心最邻近的O原子数为12
D.导电时、空位移动方向与电流方向相反
答案:B
解析:根据题意,导电时Li+发生迁移,化合价不变,则Ti和La的价态不变,A正确;根据“均摊法”,1个晶胞中含Ti:8×8(1)=1个,含O:12×4(1)=3个,含La或Li或空位共1个,若x=3(1),则La和空位共3(2),N(La)+N(空位)=3(2),结合化合物中正负化合价代数和为0,可得(+1)×3(1)+(+3)×N(La)+(+4)×1+(-2)×3=0,解得N(La)=9(5)、N(空位)=9(1),Li+与空位数目不相等,B错误;由立方晶胞的结构可知,与体心最邻近的O原子数为12,即位于棱心的12个O原子,C正确;导电时Li+向阴极移动,即与电流方向相同,则空位移动方向与电流方向相反,D正确。
3.(2024·湖北卷)我国科学家设计了一种双位点PbCu电催化剂,用H2C2O4和NH2OH电化学催化合成甘氨酸,原理如图,双极膜中H2O解离的H+和OH-在电场作用下向两极迁移。已知在KOH溶液中,甲醛转化为HOCH2O-,存在平衡HOCH2O-+OH-[OCH2O]2-+H2O。Cu电极上发生的电子转移反应为[OCH2O]2--e-===HCOO-+H。下列说法错误的是( )