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全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。下图...

全钒液流电池是一种活性物质呈循环流动液态的电池,目前钒电池技术已经趋近成熟。下图是钒电池基本工作原理示意图:

请回答下列问题:

(1) 钒的氧化物是化学工业中最佳催化剂之一,有化学面包之称。已知钒原子的质子数为23,则钒在元素周期表中的位置是_____________。

(2) 钒电池是以溶解于一定浓度硫酸溶液中的不同种类的钒离子(V2+V3+、VO2+、VO2+)为正极和负极电极反应的活性物质,电池总反应为VO2++V3+ +H2OV2++VO2++2H+。放电时的正极反应式为______________,充电时,b为外界电源的_________极,充电时电池的负极反应式为______________。

(3) 为保证电池稳定运行,“隔膜”选用质子交换膜,利用钒电池进行电解精炼铜,每得到64 g精铜,钒电池正负极电解液质量将相差__________g(水分子无法透过隔膜,假设原正负极电解液质量相同)。

 

(1)第四周期VB族(2分) (2)VO2++2H++e-=VO2++H2O(2分) 负(2分)V3++e- =V2+(2分) (3)4(2分) 【解析】 试题分析:(1)钒原子的质子数为23,则钒在元素周期表中的位置是第四周期VB族; (2)正极反应是还原反应,由电池总反应可知放电时的正极反应为VO2++2H++e-=VO2++H2O;b电极所处的是负极电解液,因此b电极是负极;充电时电池的负极反应式为V3++e- =V2+; (3)利用钒电池进行电解精炼铜,每得到64 g精铜,则转移2mol电子。当转移2mol电子时,正极消耗4mol氢离子,所以需要通过交换膜补充4mol氢离子,因此钒电池正负极电解液质量将相差4g。 考点:考查电化学原理的应用  
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考点分析:
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某实验小组利用如下装置(部分固定装置略)制备氮化钙(CaxN2)并探究其实验式。

(1)按图连接好实验装置。检查装置的气密性,方法是_____________。

(2)反应过程中末端导管必须插入试管A的水中,目的是________________。

(3)制备氮化钙的操作步骤是:①打开活塞K并通入N2②点燃酒精灯,进行反应③反应结束后,__________;④拆除装置,取出产物。

(4)数据记录如下:

空瓷舟质量

m0/g

瓷舟与钙的质量

m1/g

瓷舟与产物的质景

m2/g

1480

15.08

1515

计算得到实验式CaxN2,其中x=______________

若通入的N2中混有少量O2请比较x与3的大小,并给出判断依据:________________

 

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将一定质量的镁、铜合金加入到稀硝酸中,两者恰好完全反应,假设反应过程中还原产物全是NO,向所得溶液中加物质的量浓度为3 mol/L NaOH溶液至沉淀完全,测得生成沉淀的质量比原合金的质量增加51 g,则下列有关叙述中正确的是

A.开始加人合金的质量可能为16.4 g

B.产物NO的体积为2.24 L

C.参加反应的硝酸的物质的量为0.1 mol

D.生成沉淀完全时消耗NaOH溶液的体积为100 mL

 

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某磁黄铁矿的主要成分是FexS(S为一2价),既含有Fe2+又含有Fe3+。将一定量的该磁黄铁矿与100mL的盐酸恰好完全反应(注:矿石中其他成分不与盐酸反应),生成硫单质24 g、FeCl2 0425 mol和一定量H2S气体,且溶液中无Fe3+。则下列说法正确的是

A.100 mL的盐酸中HC1物质的量浓度为7.5 mol/L

B.生成的H2S气体在标准状况下的体积为2.24 L

C.该磁黄铁矿FexS中,Fe2+与Fe3+的物质的量之比为3 : 1

D.该磁黄铁矿中FexS的x=0.85

 

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下列关于下图所示转化关系(X代表卤素)的说法错误的是

A.2H(g)+2X(g)==2HX(g)   H3<0

BH1=H2+H3

C.Cl、Br、I的非金属性依次减弱,所以按照途径I对应的H1逐渐减小

D.途径I生成HC1放出的热量比生成HBr的多,说明HC1比HBr稳定

 

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种三室微生物燃料电池污水净化系统原理如图所示,图中有机废水中有机物可用C6H10O5表示。下列有关说法正确的是

A.b电极为该电池的负极

B.b电极附近溶液的pH减小

C.a 电极反应式: C6H10O5-24e-+7H2O==6CO2+24H+

D.a交换膜为阳离子交换膜

 

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