【題目】據(jù)報道,最近摩托羅拉(MOTOROLA)公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強堿做電解質溶液的新型手機電池,電量是現(xiàn)用鎳氫電池和鋰電池的10倍,可連續(xù)使用1個月充電一次。假定放電過程中,甲醇完全氧化產(chǎn)生的CO2被充分吸收生成CO32-
(1)該電池反應的總離子方程式為____________________________________________。
(2)甲醇在______極發(fā)生反應(填正或負),電池在放電過程中溶液的pH將______(填降低或上升、不變);若有16克甲醇蒸氣被完全氧化,產(chǎn)生的電能電解足量的CuSO4溶液,(假設整個過程中能量利用率為80%),則將產(chǎn)生標準狀況下的O2________升。
(3)最近,又有科學家制造出一種固體電解質的燃料電池,其效率更高。一個電極通入空氣,另一電極通入汽油蒸氣。其中固體電解質是摻雜了Y2O3(Y:釔)的ZrO2(Zr:鋯)固體,它在高溫下能傳導O2-離子(其中氧化反應發(fā)生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。
①電池的負極反應式為____________________________________________。
②放電時固體電解質里的O2-離子的移動方向是向____________極移動(填正或負)。
【答案】 2CH3OH+3O2+4OH-==2CO32-+6H2O 負 降低 13.44 C4H10+13O2--26e- == 4CO2 +5H2O 負
【解析】試題分析:本題考查甲醇燃料電池和烴燃料電池的工作原理,有關電化學的計算。
(1)放電過程中甲醇氧化生成的CO2被強堿液充分吸收生成CO32-,電池反應的總離子方程式為2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O。
(2)甲醇發(fā)生失電子的氧化反應,甲醇在負極發(fā)生反應。電池在放電過程中消耗OH-且生成H2O,所以放電過程中溶液的pH將降低。甲醇發(fā)生的電極反應為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O,電解CuSO4溶液時生成O2的電極反應式為4OH--4e-=O2↑+2H2O,根據(jù)電子守恒, 680%=4,解得V(O2)=13.44L。
(3)①電池總反應為2C4H10+13O2=8CO2+10H2O;由于固體電解質在高溫下能傳導O2-,電池的正極反應式為O2+4e-=2O2-;負極反應式由電池總反應減去正極反應式(消去O2),負極反應式為2C4H10-52e-+26O2-=8CO2+10H2O,進一步化簡為C4H10-26e-+13O2-=4CO2+5H2O。
②O2-為陰離子,應向負極移動。
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【題目】過渡金屬鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有用途。
(1)鈦鐵合金具有放氫溫度低、價格適中等優(yōu)點,是鈦系儲氫合金的代表。
①Ti的基態(tài)原子價電子排布式為___________________________。
②Fe元素在周期表中的位置是___________________________。
(2)制備 CrO2Cl2的反應為 K2Cr2O7+3CCl4 =2KCl+2 CrO2Cl2+3COCl2↑。
①上述化學方程式中非金屬元素電負性由大到小的順序______________。(用元素符號表示)
②COCl2分子中所有原子均滿足8電子構型,COCl2分子中σ鍵和π鍵的個數(shù)比為________,中心原子的雜化方式為_____________。
(3)NiO、FeO的晶體結構均與NaCl的晶體結構相似,其中Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。則熔點:NiO _______ FeO (填“>”“<”或 “ =” )。
(4)Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲氫材料,具有大容量、高壽命、耐低溫等特點,在中國已實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該合金的晶胞結構如圖所示。
①該晶體的化學式為______________。
②已知該晶胞的摩爾質量為Mg/mol,密度為dg/cm3。設NA為阿伏加徳羅常數(shù)的值,則該晶胞的體積是____________ cm3 (用含M、d、NA的代數(shù)式表示)。
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【題目】下列各物質所含原子數(shù)目按由大到小順序排列的是( )
①0.6mol NH3 ②0.2mol H3PO4 ③9g H2O ④標準狀況下22.4L He.
A.①②③④
B.②③①④
C.②①③④
D.①②④③
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【題目】已知1,3—丁二烯(CH2=CH—CH=CH2)與溴水發(fā)生1: 1加成(物質的量之比)時,加成產(chǎn)物有如下2種:CH2=CH—CH=CH2+Br2CH2BrCHBr-CH=CH2 (稱為1,2-加成);CH2=CH—CH=CH2+Br2CH2BrCH=CHCH2Br (稱為1,4-加成)。
現(xiàn)有C4H4有多種同分異構體,它們分別具有以下特征,試寫出相應同分異構體的結構簡式:
(1)A為鏈狀結構,可由兩分子乙炔加成得到,A的結構簡式為________________;
(2)B為平面結構,與Br2發(fā)生1:1(物質的量之比),加成方式有2種,但加成產(chǎn)物只有1種,B的結構簡式為___________________________________________;
(3)C為正四面體結構,每個碳原子與另外3個碳通過單鍵相連,C的的結構簡式為_______________。
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【題目】下圖是銅鋅原電池裝置。其電池的總反應是:Zn(s)+CuSO4(aq)=ZnSO4(aq)+Cu(s)。請回答以下問題:
(1)R的名稱是___________,R中的陽離子移向_______(填A或B)中的溶液
(2)電極Y的材料是________,B中的電解質溶液是________________。
(3)X為原電池的______極,其電極反應式是____________________________。
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【題目】已知G、Q、X、Y、Z均為含氯元素的化合物,在一定條件下有下列轉化關系(未配平):
①G―→Q+NaCl ②Q+H2OX+H2
③Y+NaOH―→G+Q+H2O
④Z+NaOH―→Q+X+H2O
這五種化合物中Cl元素化合價由低到高的順序是( )
A. G、Y、Q、Z、X B. X、Z、Q、G、Y
C. X、Z、Q、Y、G D. G、Q、Y、Z、X
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【題目】一定溫度下,向飽和食鹽水中加入a g NaCl,充分攪拌一段時間后,下列敘述不正確的是( )
A. 溶質的質量分數(shù)不變 B. 溶解度不變
C. 溶液的質量增加 D. 氯化鈉固體的質量不變
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【題目】氧化還原反應廣泛地存在于生產(chǎn)和生活之中.
(1)銅絲浸入AgNO3溶液后,表面會附有銀白色物質,則還原性:銀(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)銅.
(2)為防治碘缺乏病,通常在食鹽中添加少量的碘酸鉀(KIO3).碘酸鉀和碘化鉀在溶液中能發(fā)生下列反應:KIO3+5KI+3H2SO4═3I2+3K2SO4+3H2O
①該反應中,氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質量之比為
②當有1mol I2生成時,有mol還原劑被氧化.
(3)某一反應體系中有反應物和生成物共5種物質:H2S、HNO3、NO、H2O、X.
①已知H2S在反應中失去電子,則該反應的氧化劑是 .
②已知0.5mol H2S在反應中失去1mol電子生成X,則X的化學式為 .
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