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锂二次电池新正极材料的探索和研究对锂电池的发展非常关键。 (1) 锂硒电池具有优...

锂二次电池新正极材料的探索和研究对锂电池的发展非常关键。

(1) 锂硒电池具有优异的循环稳定性。

①正极材料Se可由SO2通入亚硒酸(H2SeO3)溶液反应制得,则该反应的化学方程式为__

②一种锂硒电池放电时的工作原理如图1所示,写出正极的电极反应式:________________。充电时Li________(“Se”“Li”)极迁移。

Li2Sex与正极碳基体结合时的能量变化如图2所示,图中3Li2Sex与碳基体的结合能力由大到小的顺序是________

(2) Li2S电池的理论能量密度高,其正极材料为碳包裹的硫化锂(Li2S)

Li2S可由硫酸锂与壳聚糖高温下制得,其中壳聚糖的作用是________

②取一定量Li2S样品在空气中加热,测得样品固体残留率随温度的变化如图3所示。(固体残留率=×100%)分析300 ℃后,固体残留率变化的原因是________

 

H2SeO3+2SO2+H2O===Se+2H2SO4 2Li++xSe+2e-===Li2Sex Li Li2Se6>Li2Se4>Li2Se 提供碳源,将硫酸锂还原(作还原剂) 300 ℃后,样品主要发生两个反应过程:反应1为Li2S被O2氧化生成Li2SO4,反应2为C被O2氧化生成CO2;前期固体残留率增加的原因是反应1为主,后期固体残留率减少的原因反应2为主 【解析】 (1)①SO2通入亚稀酸中生成Se,发生氧化还原反应,化学方程式为:; ②由电池工作的原理图可知,Li电极为电池的负极,Se电极为电池的正极,电池放电时Li+能迁移到正极附近与Se结合生成,因此正极的电极反应式为:;电池在充电时,Li电极接外电源的负极,做阴极,Li+是阳离子在电解池中朝阴极迁移,因此Li+在充电时朝Li电极迁移; ③由图可知,与正极碳基体结合时会向外释放能量,如果释放的能量越大,那么结合之后越稳定,因此3中与碳基体结合能力的强弱为; (2)①Li2S电池的正极材料是碳包裹得Li2S,因此为了获得这种正极材料,就需要壳聚糖在与硫酸锂高温反应时,一方面将硫酸锂还原,另一方面提供包裹Li2S的碳源; ②该Li2S是具有碳包裹结构的Li2S,因此在考虑其固体质量变化时,一方面要考虑Li2S自身被氧化的影响,另一方面也要考虑包裹Li2S的碳在高温下被氧化的影响;所以300 ℃后,样品主要发生两个反应过程:反应1为Li2S被O2氧化生成Li2SO4,反应2为C被O2氧化生成CO2;前期固体残留率增加的原因是反应1为主,后期固体残留率减少的原因是反应2为主。  
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考点分析:
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Co3O4(Co为+2和+3)可应用于磁性材料等领域。实验室利用乙酸钴晶体[Co(CH3COO)2·4H2O]制备Co3O4的实验步骤如下:

. 将乙酸钴晶体配成溶液X,缓慢滴加(NH4)2CO3溶液,30 ℃水浴一段时间;

. 将混合液高压密封加热到160 ℃,得到含碱式碳酸钴晶体[2CoCO3·3Co(OH)2·H2O]的浊液;

. 制备碱式碳酸钴晶体;

. 将碱式碳酸钴晶体在空气中煅烧得Co3O4产品。

已知:碱式碳酸钴晶体不溶于冷水和乙醇,可溶于温水,常压下高于30 ℃开始分解。

(1) 乙酸钻晶体中钴含量可用配位滴定法测定,下列说法正确的是________(填字母)

a. 滴定前,锥形瓶和滴定管均须用标准溶液润洗

b. 读数前,需排除滴定管尖嘴处的气泡

c. 滴定时,眼睛注视锥形瓶中颜色变化

(2) “步骤Ⅰ”30 ℃水浴的装置如右图所示,温度计应置于________(“a”“b”)处。

(3) “步骤Ⅱ”采用高压密封加热的目的是________

(4) “步骤Ⅳ”中,在实验室煅烧碱式碳酸钴晶体所需的仪器除酒精灯、三脚架以外,还需要的硅酸盐质仪器有____________,煅烧时发生反应的化学方程式为________

(5) “步骤Ⅲ”中,设计由步骤Ⅱ”的浊液制备碱式碳酸钴晶体的实验方案:________________________(实验须使用的试剂:蒸馏水、乙醇)

 

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双氧水是重要的化学试剂。

(1)一定条件下,O2得电子转化为超氧自由基(·O),并实现如下图所示的转化:

________(氧化还原”)反应。

②写出图示转化总反应的化学方程式:________

(2) K2Cr2O7酸性条件下与H2O2反应生成CrO5,反应为非氧化还原反应。据此分析,CrO5中-2O与-1O的数目比为________

(3) H2O2可用于测定酒精饮料中乙醇的含量。现有20.00 mL某鸡尾酒,将其中CH3CH2OH蒸出并通入17.0 mL 0.200 0 mol·L1 K2Cr2O7溶液(H2SO4酸化)中,发生反应:K2Cr2O7C2H5OHH2SO4―→Cr2(SO4)3CH3COOHK2SO4H2O(未配平)

再用0.400 0 mol·L1的双氧水滴定反应后所得的混合液,用去19.00 mL双氧水,滴定过程中发生如下反应:

反应14H2O2K2Cr2O7H2SO4===K2SO42CrO55H2O

反应2H2O2CH3COOH===CH3COOOHH2O

则该鸡尾酒中CH3CH2OH的物质的量浓度为________mol·L1(写出计算过程)

 

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化合物F是一种非天然氨基酸,其合成路线如下:


(1) C中官能团的名称为________

(2) D→E的反应类型为________

(3) B的分子式为C7H6O,写出B的结构简式:________

(4) D的一种同分异构体X同时满足下列条件,写出X的结构简式: ________

①六元环状脂肪族化合物;

②能发生银镜反应,1 mol X反应能生成4 mol Ag

③分子中只有4种不同化学环境的氢。

(5) 写出以CH3NO2为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干) _____

 

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一种固定烟气中CO2的工艺流程如下:

(1) “反应Ⅰ”中,CO2与过量氨水反应的离子方程式为________

(2) “反应Ⅰ”中,提高烟气中CO2去除率的可行措施有________(填字母)

a. 采用高温     b. 加快烟气流速      c. 增大氨水浓度

(3) 若测得滤液中c(CO32-)102 mol·L1,则Ca2是否沉淀完全?________(”)[c(Ca2)<105 mol·L1时视为沉淀完全;Ksp(CaCO3)4.96×109]

(4) “反应Ⅱ”中,溶液的pH和导电能力变化如图1所示,导电能力初始时快速降低,后来逐渐上升的原因是____________________________________________

(5) CaCO3可用于调节废水的pH,以除去其中的Fe3。溶液pH对除铁效率影响如图2所示。

①除铁时应控制溶液的pH________(填字母)

a.  0.51.5       b. 1.52.5       c. 2.53.5

除铁时pH稍大会生成Fe(OH)3胶体,显著降低除铁效率,其原因是________

 

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初始温度为t,向三个密闭的容器中按不同方式投入反应物,发生如下反应:4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g) ΔH=-116kJ·mol1,测得反应的相关数据如下:

容器

容器类型

初始体积

初始压强/Pa

反应物投入量/mol

平衡时Cl2的物质的量/mol

HCl

O2

Cl2

H2O

I

恒温恒容

1L

4

1

0

0

1

II

绝热恒容

1L

p2

0

0

2

2

a

III

恒温恒压

2L

p3

8

2

0

0

b

 

 

下列说法正确的是(  )

A.反应4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(l)ΔH>116 kJ·mol1

B.a1, b2

C.p21.6×105Pap34×105Pa

D.若起始向容器中充入0.5 mol HCl0.5 mol O20.5 mol Cl20.5 mol H2O,则反应向逆反应方向进行

 

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