【題目】已知某高能鋰離子電池的總反應(yīng)為:2Li+FeS= Fe +Li2S,電解液為含LiPF6SO(CH3)2的有機溶液(Li+可自由通過)。某小組以該電池為電源電解廢水并獲得單質(zhì)鎳,工作原理如圖所示。

下列分析正確的是

A. 該鋰離子電池正極反應(yīng)為FeS+2Li++2e-=Fe +Li2S

B. X與電池的Li電極相連

C. 電解過程中c(BaC12)保持不變

D. 若去掉陽離子膜將左右兩室合并,則X電極的反應(yīng)不變

【答案】A

【解析】

通過總反應(yīng)可知,Li發(fā)生氧化反應(yīng),作負極,FeS發(fā)生還原反應(yīng),作正極;以該電池為電源電解廢水并獲得單質(zhì)鎳,即發(fā)生還原反應(yīng),故Y極為陰極,與Li電極相連,X為陽極,與FeS電極相連。據(jù)此解答。

A. 由上述分析可知,FeS發(fā)生還原反應(yīng)作正極,電極反應(yīng)式為:FeS+2Li++2e-=Fe +Li2S,故A正確;

B. X為陽極,與FeS電極相連,故B錯誤;

C. 電解過程中,陽極發(fā)生氧化反應(yīng):4OH--4e- =2H2O+O2↑,陽極區(qū)的Ba2+通過陽離子交換膜進入BaCl2溶液中;陰極發(fā)生還原反應(yīng):Ni2+ +2e-=Ni,溶液中Cl-通過陰離子交換膜進入BaCl2溶液中。故電解過程中,BaCl2的物質(zhì)的量濃度將不斷增大,故C錯誤;

D.若將陽離子交換膜去掉,因BaCl2溶液中含有C1-,故陽極電極反應(yīng)式為:2C1--2e-=Cl2↑,故X電極的電極反應(yīng)發(fā)生改變,選項D錯誤。

答案選A。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】高純六水氯化鍶晶體(SrCl2·6H2O)可作有機合成的催化劑。用碳酸鍶礦石(含少量BaCO3、FeO、SiO2等雜質(zhì))制備高純六水氯化鍶晶體的過程如圖所示。

已知:

I25℃,Ksp[Fe(OH)3]=10×10-38 ,Ksp[Fe(OH)2]=10×10-16

Ⅱ.SrCl2·6H2O晶體在61℃時開始失去結(jié)晶水,100℃時失去全部結(jié)晶水。

請回答:

(1)步驟①中將礦石制成漿液能加快反應(yīng)速率的原因是_____________________________。

(2)在“漿液”中加入工業(yè)鹽酸,測得鍶的浸出率與溫度、時間的關(guān)系如圖所示:

據(jù)此合適的工業(yè)生產(chǎn)條件為_________________________

(3)步驟②“溶液”中加入30%的H2O2,其作用是_____________________________(用離子方程式表示)。

(4)步驟③所得濾渣的主要成分除Fe(OH)3外,還有_______________________(填化學式);25℃,為使Fe3+沉淀完全需調(diào)節(jié)溶液pH值最小為_____________(當離子濃度減小至10×10-5mol·L-1時,可認為沉淀完全)。

(5)關(guān)于上述流程中各步驟的說法,正確的是___________(填標號)。

A.步驟④用60℃的熱水浴加熱蒸發(fā)至有晶膜出現(xiàn)

B.步驟④冷卻結(jié)晶過程中應(yīng)通入HC1氣體

C.步驟⑤干燥SrCl2·6H2O晶體可以采用減壓干燥

(6)為測定所得SrCl2·6H2O(Mr=267)晶體樣品的純度,設(shè)計了如下方案:稱取110g樣品溶解于適量水中,向其中加入含AgNO3170gAgNO3溶液(溶液中除Cl-外,不含其它與Ag+反應(yīng)生成沉淀的離子)C1-即被全部沉淀。然后用含Fe3+的溶液作指示劑,用0100 mol·L-1NH4SCN標準溶液滴定剩余的AgNO3溶液,使剩余的Ag+AgSCN白色沉淀的形式析出,當___________時達到滴定終點,用去NH4SCN溶液2000 mL,則原SrCl2·6H2O晶體的純度為________________(計算結(jié)果保留1位小數(shù))。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】最新研究表明As2O3在醫(yī)藥領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某小組從工業(yè)廢料中提取As2O3設(shè)計流程如下:

已知:H3AsO3為弱酸,熱穩(wěn)定性差。

1)寫出一條堿浸時提高浸取率的方法____堿浸H3AsO3轉(zhuǎn)化成Na3AsO3的離子方程式為____。

2氧化時常在向混合液中通入O2時對體系加壓,目的是____。

3沉砷過程中有如下反應(yīng):

0

0

沉砷率與溫度關(guān)系如圖。沉砷最佳溫度為____,高于85℃時,沉砷率下降的原因是____。

4還原過程中獲得H3 AsO3的化學反應(yīng)方程式為____;操作A”為:____、過濾;濾液Ⅱ的主要成分是____。

5)若每步均完全反應(yīng),氧化’’還原時消耗相同條件下O2SO2體積分別為xL、yL,則廢水中n(H3AsO3)n(H3AsO4)=____(寫出含x、y的計算式)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】金屬鉬具有高強度、高熔點、耐磨抗腐性,用于制火箭、衛(wèi)星的合金構(gòu)件。鉬酸鈉晶體(Na2MoO42H2O)是一種重要的金屬緩蝕劑。利用鉬礦(主要成分MoS2,還含少量鈣、鎂等元素)為原料冶煉金屬鉬和鉬酸鈉晶體的主要流程圖如下:

(1)Na2MoO42H2O中鉬元素的價態(tài)為___,煅燒產(chǎn)生的尾氣引起的環(huán)境危害主要是_______。

(2)用濃氨水溶解粗產(chǎn)品的離子方程式是_________,由圖中信息可以判斷MoO3___氧化物。(填酸性、堿性兩性

(3)操作I_____,操作Ⅱ所得的鉬酸要水洗,檢驗鉬酸是否洗滌干凈的方法是____。

(4)采用 NaClO氧化鉬礦的方法將礦石中的鉬浸出,該過程放熱。

①請配平以下化學反應(yīng):

___NaClO +___MoS2 + ___NaOH →___Na2MoO4 +___Na2SO4 +___NaCl +___H2O。

②鉬的浸出率隨著溫度變化如圖,當溫度高于50℃后浸出率降低的可能原因是______(寫一點)。

(5)鋰和MoS2可充電電池的工作原理為xLi+nMoS2Lix(MoS2)n,則電池充電時陽極上的電極反應(yīng)式為______。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】斷開1 mol AB(g)分子中的化學鍵使其分別生成氣態(tài)A原子和氣態(tài)B原子所吸收的能量稱為A—B鍵的鍵能。下表列出了一些化學鍵的鍵能E:

化學鍵

H—H

Cl—Cl

O===O

C—Cl

C—H

O—H

H—Cl

E/kJ·mol-1

436

247

x

330

413

463

431

請回答下列問題:

如圖表示某反應(yīng)的能量變化關(guān)系,則此反應(yīng)為________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其中ΔH=______________(用含有a、b的關(guān)系式表示)。

若圖示中表示反應(yīng) H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1,則b=________kJ·mol-1,x=__________。

(3)歷史上曾用“地康法”制氯氣,這一方法是用CuCl2作催化劑,在450 ℃利用空氣中的氧氣跟氯化氫反應(yīng)制氯氣。反應(yīng)的化學方程式為___________________________________。若忽略溫度和壓強對反應(yīng)熱的影響,根據(jù)上題中的有關(guān)數(shù)據(jù),計算當反應(yīng)中有1 mol電子轉(zhuǎn)移時,反應(yīng)的能量變化為______________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。請回答下列問題:

(1)下圖是1 mol NO21 mol CO反應(yīng)生成CO2 NO過程中的能量變化示意圖,請寫出NO2 CO反應(yīng)的熱化學方程式 _______________________________________。

(2)0.5 L的密閉容器中,一定量的氮氣和氫氣進行如下化學反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,其化學平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:

T/

200

300

400

K

K1

K2

0.5

請回答下列問題

①試比較K1、K2的大小,K1_________K2(”>”“=“”<”)。

②下列各項能作為判斷該反應(yīng)達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是_________(填序號字母)。

a.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2 b.3v(N2)= v(H2)

c.容器內(nèi)壓強保持不變 d.混合氣體的密度保持不變

400℃時,反應(yīng)2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)K______。當測得NH3、N2、H2的濃度分別為3 mol L1、2 mol L1、1 mol L1時,則該反應(yīng)的v(N2)____v(N2)(”>”“=“”<”)。

(3)在容積為2 L的密閉容器中,充入一定量CO2H2合成甲醇(CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58 kJ·mol1),在其他條件不變時,溫度T1T2對反應(yīng)的影響圖像如圖。

①溫度為T1時,從反應(yīng)到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=______mol·L1·min1。

②圖示的溫度T1______T2(填寫“>”、“<”“=”)。

(4)以甲烷為燃料的新型電池的成本大大低于以氫氣為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,下圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池的工作原理示意圖。

B電極的反應(yīng)式為_____________________________________。

②若用該燃料電池作電源,用石墨作電極電解100 mL 1 mol·L1的硫酸銅溶液,當兩極收集到的氣體體積相等時,理論上消耗甲烷的體積為_________(標準狀況)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】[化學——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

氮的化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛應(yīng)用。

1)氮化鎵(GaN)是新型的半導體材料;鶓B(tài)氮原子的核外電子排布圖為____;基態(tài)鎵(Ga)原子的核外具有____種不同能量的電子。

2)乙二氨的結(jié)構(gòu)簡式為(H2N-CH2-CH2-NH2,簡寫為en)。

分子中氮原子軌道雜化類型為____

乙二氨可與銅離子形成配合離子[Cu(en)2]2+,其中提供孤電子對的原子是____,配合離子結(jié)構(gòu)簡式為____;

乙二氨易溶于水的主要原因是____

3)氮化硼(BN)是一種性能優(yōu)異、潛力巨大的新型材料,主要結(jié)構(gòu)有立方氮化硼(如圖1)和六方氮化硼(如圖2),前者類似于金剛石,后者與石墨相似。

1中氮原子的配位數(shù)為____,離硼原子最近且等距離的硼原子有____個;

已知六方氮化硼同層中BN之間的距離為acm,密度為dgcm-3,則相鄰層與層之間的距離為____pm(列出表達式)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下面列出了幾組物質(zhì),請將物質(zhì)的合適組號填寫在空格上。同位素 ,同系物 ,同素異形體 ,同分異構(gòu)體

金剛石與足球烯”C60; ②DT16O、17O18O;氧氣(O2)與臭氧(O3); ⑤CH4CH3CH2CH3;乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3);

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】A、B、C、D四種金屬按下表中裝置進行實驗。

裝置




現(xiàn)象

二價金屬A不斷溶解

C的質(zhì)量增加

A上有氣體產(chǎn)生

根據(jù)實驗現(xiàn)象回答下列問題:

1)裝置甲中負極的電極反應(yīng)式是______________________________________

2)裝置乙中正極的電極反應(yīng)式是_______________________________________。

3)裝置丙中溶液的pH________(填變大、變小不變)。

4)四種金屬活動性由強到弱的順序是___________________________________。

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