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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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海水中含有80多种元素,是重要的物质资源宝库,同时海水具有强大的自然调节能力,为解决环境污染问题提供了广阔的空间。

(1)①已知不同pH条件下,水溶液中碳元素的存在形态如下图所示。下列说法不正确的是______________(填字母序号)。

a.pH=8时,溶液中含碳元素的微粒主要是HCO3-

b.A点,溶液中H2CO3和HCO3-浓度相同

c.当c(HCO3-)=c(CO32-)时,c(H+)>c(OH -)

②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液时发生反应的离子方程式是______________

(2)海水pH稳定在7.9—8.4之间,可用于烟道气中CO2和SO2的吸收剂。

①海水中含有的OH -可以吸收烟道气中的CO2同时为海水脱钙,生产CaCO3。写出此反应的离子方程式:__________

②已知:25℃时,H2CO3电离平衡常数K1=4.3×10-7    K2=5.6×10 -11

H2SO3电离平衡常数K1=1.5×10-2   K2 =6.0×10-8

海水中含有的HCO3-可用于吸收SO2,该过程的离子方程式是_______________

(3)洗涤烟气后的海水呈酸性,需处理后再行排放。与新鲜海水混合同时鼓入大量空气排出部分CO2,是一种处理的有效方式。

①通入O2可将酸性海水中的硫(IV)氧化,该反应的离子方程式是_______________

②上述方式使处理后海水pH升高的原因是_________________

 

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常温下,用含钴废料(主要成分为CoCO3,还含有少量NiCO3与铁屑)制备CoCl2•6H2O的工艺流程如图。

①已知除镍过程中溶液pH对钴的回收率及Ni2+含量的影响如图所示。

②部分金属阳离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:

金属阳离子

开始沉淀pH

完全沉淀pH

Fe3+

1.5

4.0

Fe2+

7.5

9.7

Co2+

6.6

9.4

Ni2+

7.7

9.5

 

 

回答下列问题:

(1)酸浸后溶液中的阳离子为:Co2+Ni2+__

(2)除镍时,应调节溶液pH=__,此时Ni2+是否形成Ni(OH)2沉淀?___(是或否)。若pH过小,则产品纯度会___(升高,降低,或不变)

(3)酸溶时,当调节pH=8时,溶液中n(Fe3+)n(Co2+)=__

已知Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-16Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38

(4)除铁时先向溶液中加入30%H2O2发生的离子反应方程式是:__。充分反应后再向溶液中加入CoCO3,调节溶液pH范围为__,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,最后过滤得到CoCl2溶液。

(5)已知Ag++SCN-=AgSCN↓,为测定粗产品中CoCl2•6H2O的含量,称取11.9g粗产品配成100mL溶液,从中取出25mL先加入含0.03molAgNO3(杂质不与其反应),再用0.5mol/LKSCN溶液标定过量的AgNO3,该标定操作所用的指示剂为__(填化学式),若消耗20.00mLKSCN溶液,则该粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数为__

 

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25℃时,三种酸的电离平衡常数如下:

化学式

CH3COOH

H2CO3

HClO

电离平衡常数

1.8×10-5

K14.3×10-7

K25.6×10-11

3.0×10-8

 

 

回答下列问题:

(1)一般情况下,当温度升高时,Ka__(增大减小不变”)

(2)下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是__(填序号)

a.COb.ClO-c.CH3COO-d.HCO

(3)下列反应不能发生的是__(填序号)

a.CO+CH3COOH=CH3COO-+CO2↑+H2O

b.ClO-+CH3COOH=CH3COO-+HClO

c.CO+2HClO=CO2↑+H2O+2ClO-

d.2ClO-+CO2+H2O=CO+2HClO

(4)体积均为10mLpH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程中pH变化如图所示。

HX的电离平衡常数__(大于等于小于,下同)醋酸的电离平衡常数;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)__醋酸溶液中水电离出来的c(H+),理由是___

 

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原子序数依次增大的ABCDEFG七种元素。其中A的原子有5种不同运动状态的电子;B的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;D的基态原子2p能级上的未成对电子数与B原子的相同;E为它所在周期中原子半径最大的主族元素;FD位于同一主族,G的原子序数为29

(1)基态G原子的价电子排布式为__

(2)元素BC的简单气态氢化物的沸点较高的是__(用化学式表示)

(3)A晶体熔点为2300℃,则其为__晶体。

(4)GD在加热条件下容易转化为G2D,从原子结构的角度解释原因__

(5)G与一定浓度的硝酸和硫酸的混合酸反应,生成的盐只有硫酸盐,为将生成的两种气体(气体相对分子质量均小于50)完全转化为最高价含氧酸盐,消耗了1molO21L2.2mol/LNaOH溶液。则两种气体的分子式及物质的量分别为__,生成硫酸铜物质的量为__

 

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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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