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2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池,美英日三名科学家获奖,他们创造了一个可充电...

2019年诺贝尔化学奖花落锂离子电池,美英日三名科学家获奖,他们创造了一个可充电的世界。像高能LiFePO4电池,多应用于公共交通。电池中间是聚合物的隔膜,主要作用是在反应过程中只让Li+通过。结构如图所示。

原理如下:(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC。下列说法不正确的是(   

A.放电时,正极电极反应式:xFePO4+xLi++xe-=xLiFePO4

B.放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极

C.充电时,阴极电极反应式:xLi++xe-+nC=LixCn

D.充电时,Li+向左移动

 

D 【解析】 放电为原电池原理,从(1−x)LiFePO4+xFePO4+LixCnLiFePO4+nC可知,LixCn中的C化合价升高了,所以LixCn失电子,作负极,那么负极反应为:+nC,LiFePO4作正极,正极反应为:,充电为电解池工作原理,反应为放电的逆过程,据此分析解答。 A.由以上分析可知,放电正极上得到电子,发生还原反应生成,正极电极反应式:,A正确; B.原电池中电子流向是负极导线用电器导线正极,放电时,电子由负极经导线、用电器、导线到正极,B正确; C.充电时,阴极为放电时的逆过程,变化为,电极反应式:,C正确; D.充电时,作为电解池,阳离子向阴极移动,向右移动,D错误; 答案选D。
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考点分析:
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(1)将等径圆球在二维空间里进行排列,可形成密置层和非密置层,在图1所示的半径相等的圆球的排列中,A属于________层,配位数是________;B属于________层,配位数是________

(2)将非密置层一层一层地在三维空间里堆积,得到如图2所示的一种金属晶体的晶胞,它被称为简单立方堆积,在这种晶体中,金属原子的配位数是________,平均每个晶胞所占有的原子数目是________

(3)有资料表明,只有钋的晶体中的原子具有如图2所示的堆积方式,钋位于元素周期表的第________周期第__________族,元素符号是________,最外电子层的电子排布式是________

 

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10℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:

温度/℃

10

20

30

加热煮沸后冷却到50℃

pH

8.3

8.4

8.5

8.8

 

 

1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO3-水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为______________________。乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________NaHCO3(大于小于”)。丙同学认为甲、乙的判断都不充分,丙认为:

2)只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则________(”)判断正确。试剂X________(填选项)

ABa(OH)2溶液

BBaCl2溶液

CNaOH溶液

D.澄清的石灰水

 

3)查阅资料发现NaHCO3的分解温度为150℃,丙断言________(”)判断是错误的,理由是________________________________________________

 

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2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)ΔH=-99 kJ/mol。

请回答下列问题:

(1)图中A、C分别表示________________E的大小对该反应的反应热有无影响?________。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B______(填升高或降低),理由是___________

(2)图中ΔH__________kJ/mol;

(3)如果反应速率v(SO20.05 mol/(L·min),则v(O2)=________mol/(L·min)、v(SO3)=________mol/(L·min);

(4)已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol,计算由S(s)生成3 mol SO3(g)ΔH_______________

 

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某课外小组分别用如图所示装置对原电池和电解原理进行实验探究。

请回答:

Ⅰ.用图 1 所示装置进行第一组实验。

1)在保证电极反应不变的情况下,不能替代 Cu 作电极的是__(填字母序号)。

A   B 石墨 C   D

2N 极发生反应的电极反应式为__

Ⅱ.用图 2 所示装置进行第二组实验。实验过程中,观察到与第一组实验不同的现象:两极均有气体产生,Y极区溶液逐渐变成紫红色;停止实验,铁电极明显变细,电解液仍然澄清。 查阅资料得知,高铁酸根离子(FeO42-)在溶液中呈紫红色。

3)电解过程中,X 极区溶液的 pH__(填增大”“减小不变)。

4)电解过程中,Y 极发生的电极反应之一为 Fe6e+8OH= FeO42-+4H2O 若在 X 极收集到672 mL 气体,在 Y 极收集到 168 mL 气体(均已折算为标准状况时气体体积),则 Y 电极(铁电极)质量减少____g

5)在碱性锌电池中,用高铁酸钾作为正极材料,电池反应为 2K2FeO4+3Z=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,该电池正极发生的反应的电极反应式为__

 

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CuClCuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等。

已知:①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2SnCl2等还原制得:

2Cu22ClSO22H2O2CuCl↓4HSO

2CuCl2SnCl2===2CuCl↓SnCl4

②CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子:

请回答下列问题:

(1)基态Cu原子的核外电子排布式为________HNO三种元素的电负性由大到小的顺序是________

(2)SO2分子的空间构型为________;与SnCl4互为等电子体的一种离子的化学式为________

(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为________。乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高得多,原因是_________________________________

(4)②中所形成的配离子中含有的化学键类型有______(填字母)

A.配位键  B.极性键

C.离子键  D.非极性键

 

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