锂——空气电池能够提供相当于普通锂离子电池l0倍的能量,因此它是最有前途的电池技术。下图是锂——空气电池放电和充电时的工作示意图。
(1)图I中电极a是 极。
(2)电池中间的固体电解质(含阳离子交换膜)还能阻止H2O、N2、O2等物质的通过防止Li和这些物质反应。Li和水在常温下发生反应的化学方程式为 。
(3)当给图Ⅱ中的锂空气电池充电时,d极应接电源的 极,该电极的电极反应式为 。
(4)可用石墨为电极,用该电池电解提纯氢氧化钾电解液。电解池内的阳离子交换膜只允许阳离子通过,其工作原理如图Ⅲ所示。
①该电解池的阴极反应式为 ;
②除去杂质后的氢氧化钾溶液从出口 (填“A”或“B”)导出;
铅蓄电池是常用的化学电源,其电极材料是Pb和PbO2,电解液为稀硫酸。工作时该电池总反应式为:PbO2 + Pb + 2H2SO4 ="=" 2PbSO4+ 2H2O,据此判断:
(1)铅蓄电池的负极材料是________。
(2)工作时正极反应为________________________________。
(3)工作时,电解质溶液的PH________(填“增大”、“减小”或“不变”)
(4)工作时,电解质溶液中阴离子移向________极;电流方向从________极流向________极。(填正,负)
氢氧燃料电池已用于航天飞机,以30%KOH溶液为电解质溶液。电极反应如下:
2H2 +4OH--4e- = 4H2O , O2+2H2O+4e- = 4OH-
据此作出判断,下列说法中错误的是
A.O2在正极发生还原反应 | B.电池总反应为2H2 + O2 = 2H2O |
C.反应时负极附近c(OH-)增大 | D.氢氧燃料电池属于环境友好电池 |
人造地球卫星上使用的一种高能电池——银锌蓄电池,其电池的电极反应式为:Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-。据此判断氧化银是
A.负极,被氧化 | B.正极,被还原 |
C.负极,被还原 | D.正极,被氧化 |
Li-I2 电池广泛用于笔记本电脑、摄像机等,下列有关锂电池工作原理的说法中不正确的是
A.锂在反应中被还原 | B.该电池总反应式为:2Li+I2=2LiI |
C.锂电池是一种高能电池 | D.正极的电极反应式为:I2+2e-=2I- |
随着铅蓄电池的广泛应用,使回收利用铅资源成为重要课题。某研究性学习小组利用废旧铅蓄电池阴、阳极填充物(铅膏)制备塑料加工热稳定剂三盐基硫酸铅,实验流程如下:
(1)物质X是一种可循环利用的物质,该物质是 。
(2)生成三盐基硫酸铅的反应的离子方程式为 。
(3)将滤液I和滤液Ⅱ合并后可用来提取一种钠盐副产品(相对分子质量为322),已知副产品带10个结晶水的结晶水合物,则其化学式 ,由滤液提取该副产品的主要实验步骤依次为 、 、过滤、洗涤、干燥。
(4)过滤时洗涤沉淀(或固体)的操作方法是 。
(5)向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将PbO2还原为PbO,若实验中所取铅膏浆液质量为47.8g,其中PbO2的质量分数为15.0%,要将PbO2还原,至少需要加入
mL1.0mol·L-1Na2SO3溶液。
目前市场上主流手机所配的电池基本上都是锂离子电池。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料,组成为C6Li,其中碳作为金属锂的载体,电解质为一种能传导Li+的有机导体或高分子材料。这种锂离子电池的电池反应式为:0.45Li+Li0.56CoO2LiCoO2下列说法不正确的是 ( )
A.放电时电池内部Li+向负极移动 |
B.该电池不能选用水做溶剂的电解质 |
C.放电时,正极的电极反应式:0.45Li++Li0。55CoO2+0.45e- |
D.充电时,外接电源的正极与电池上标注“+”的电极连接 |
下列说法不正确的是 ( )
A.与铜质水龙头连接处的钢制水管易发生腐蚀 |
B.把被保护的钢铁设备作为阴极,外加直流电源可进行保护 |
C.原电池产生电流时,阳离子移向正极,阴离子移向负极 |
D.铅蓄电池是最常见的二次电池,正极板上覆盖有Pb |
氨有着广泛的用途,如可用于化肥、硝酸、合成纤维等工业生产。氨的水溶液中存在电离平衡,常用电离常数Kb和电离度α来定量表示其电离程度。Kb和α常用的测定方法:在一定温度时用酸度计测定一系列已知浓度氨水的pH,可得各浓度氨水对应的c(OH-),然后通过换算求得各对应的α值和Kb值。下面是某中学化学兴趣小组在25℃时测定一系列浓度氨水的pH所对应的c(OH-):
【仪器与试剂】酸度计、50 mL碱式滴定管、100mL烧杯、 0.10 mol·L-1氨水
【实验数据】(不必填表格)
烧杯号 |
V氨水 (mL) |
V水(mL) |
c (NH3·H2O)(mol·L-1) |
c(OH-) |
Kb |
α |
1 |
50.00 |
0.00 |
|
1.34×10-3 |
|
|
2 |
25.00 |
25.00 |
|
9.48×10-4 |
|
|
3 |
5.00 |
45.00 |
|
4.24×10-4 |
|
|
请根据以上信息回答下述问题:
(1)25℃时,氨水的电离常数:Kb ▲ ,通过计算所得的数据和简洁的文字说明电离常数、电离度与弱电解质的初始浓度的关系 ▲ 。
(2)用0.10mol·L—1盐酸分别滴定20.00mL0.10mol·L—1的NaOH溶液和20.00mL0.10mol·L—1
氨水所得的滴定曲线如下:
请指出盐酸滴定氨水的曲线为 ▲ (填A或B),请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序 ▲ 。
(3)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨在燃烧试验机中相关的反应有:
4NH3(g)+3O2(g)= 2N2(g)+6H2O(l) △H1 ①
4NH3(g)+5O2(g)= 4NO(g)+6H2O(l) △H2 ②
4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l) △H3 ③
请写出上述三个反应中△H1、△H2、△H3三者之间关系的表达式,△H1= ▲ 。
(4)Allis-Chalmers制造公司发现可以用氨作为燃料电池的燃料。其总反应式为4NH3+3O2= 2N2+6H2O,正极上的电极反应式为O2+2H2O+4e—=4OH—,则负极上的电极反应式为 ▲ 。
我国新建的某海岛发电示意图如图,已知铅蓄电池放电时的总反应为:Pb+PbO2+2H2SO4 = 2PbSO4+2H2O,下列有关说法正确的是
A.图中涉及的能量转化方式只有3种 |
B.蓄电池供电时,负极的电极反应为:Pb +SO42―-2e-=PbSO4 |
C.储能时若充电时间过长,阳极流向阴极的气体可能是H2 |
D.该发电工艺可实现零排放 |
能源问题是当前世界各国所面临的严重问题,同时全球气候变暖,生态环境问题日益突出,开发氢能、研制燃料电池、发展低碳经济是化学工作者的研究方向。
I.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
△H<0。在850℃时,平衡常数K=1。
(1)若降低温度到750℃时,达到平衡时K 1(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO、3molH2O、1.0molCO2
和x molH2,则:
①当x=5.0时,上述反应向 (填“正反应”或“逆反应”)方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是 。
③在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其它物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,
测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a b(填“大于”、“小于”或“等于”)
II.已知4.6g液态乙醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量136kJ·mol液态水转
化为气体水吸收44kJ的热量。
(3)请写出乙醇燃烧生成气态水的热化学方程式
。
(4)将0.1mol乙醇在足量氧气中燃烧,得到的气体全部通入到100mL3mol/LNaOH溶液中,忽略HCO-3的电离,则所得溶液中c(CO2-3) c(HCO-3)(填“大于”、“小于”或“等于”,)原因是 (用文字叙述)。
芬兰籍华人科学家张霞昌研制的“超薄型软电池”获2009年中国科技创业大赛最高奖,被称之为“软电池”的纸质电池总反应为:Zn + 2MnO2 + H2O ="=" ZnO + 2MnO(OH)(碱式氧化锰)。下列说法正确的是 ( )
A.该电池中Zn作负极,发生还原反应 |
B.该电池反应中MnO2起催化作用 |
C.该电池工作时电流由Zn经导线流向MnO2 |
D.该电池正极反应式为:2MnO2 + 2e- + 2H2O ="=" 2MnO(OH)+ 2OH- |
氢氧燃料电池的基本构造如图。A、B是多孔石墨制成,通入的气体由孔隙中逸出,在电极表面得失电子。电解质溶液是KOH溶液。下列关于该电池的说法中错误的是
A.H2发生氧化反应 B.e-由B电极流向A电极
C.A电极为负极 D.每摩O2得到4mole-
下图是一种航天器能量储存系统原理示意图。下列说法正确的是
A.该系统中只存在3种形式的能量转化 |
B.装置Y中负极的电极反应式为: |
C.装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生 |
D.装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放,并能实现 |
化学能与电能间的完全转化