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1.全釩液流電池(簡稱釩電池)是一種新型酸性硫酸鹽電池.回答下列問題:
I.釩電池原理如圖1所示:
(1)當(dāng)放電時右槽溶液顏色逐漸由紫變綠,電極b為負極.電極a反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O.
(2)充電過程中,若轉(zhuǎn)移0.5mol電子,質(zhì)子交換膜左側(cè)電解液中n(H+)的變化量為0.5mol.
II.釩電池失效后,廢電解液的回收利用的一種工藝如圖:

已知:①+5價釩在溶液中存在如下平衡:VO2++H2O?VO3-+2H+
②部分含釩物質(zhì)在水中的溶解性見下表:
物質(zhì)VOSO4NH4VO3(VO22SO4
溶解性可溶難溶易溶
(3)氧化工序中,其它價態(tài)的釩全部氧化成VO2+,完成V2+氧化的離子方程式:
2V2++ClO3-+H2O=2VO2++Cl-+2H+
(4)氧化工序中,NaClO與NaClO3均可用作氧化劑,不選擇NaClO的理由是NaClO易變質(zhì)
(5)濃縮工序中,加入NaOH的作用是使VO2++H2O?VO3-+2H+平衡正向進行
(6)沉釩工序的化學(xué)方程式為2NaVO3+(NH42SO4=2NH4VO3↓+Na2SO4
(7)煅燒偏釩酸銨時,固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖2所示.加熱到100℃~200℃時,產(chǎn)生的一種氣體是NH3(填分子式);加熱到400℃時,得到的固體產(chǎn)物是五氧化二釩(填名稱).

分析 I.(1)左槽溶液逐漸由黃變藍,VO2+轉(zhuǎn)變?yōu)閂O2+,發(fā)生還原反應(yīng),應(yīng)為原電池的正極,右槽溶液顏色逐漸由紫變綠V2+轉(zhuǎn)變?yōu)閂3+,發(fā)生氧化反應(yīng)為原電池負極;
(2)充電時,左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO2++H2O-e-=VO2++2H+當(dāng)轉(zhuǎn)移電子為0.5 mol電子時,生成氫離子為1mol,同時有0.5mol氫離子向右側(cè)移動;
II.(3)氧化工序中,其它價態(tài)的釩全部氧化成VO2+,氯酸根離子被還原為氯離子,結(jié)合元素化合價變化和電子守恒、電荷守恒、原子守恒配平書寫;
(4)次氯酸鈉易變質(zhì);
(5)濃縮工序中,加入NaOH的作用是使平衡正向進行,VO2++H2O?VO3-+2H+;
(6)沉釩工序的化學(xué)反應(yīng)為NaVO3和硫酸銨反應(yīng)生成NH4VO3沉淀;
(7)煅燒偏釩酸銨時,固體質(zhì)量隨溫度變化的曲線如圖2所示.加熱到100℃~200℃時,質(zhì)量減少2.34g-2.00g=0.34g,偏釩酸銨NH4VO3 物質(zhì)的量=2.34g117g/mol=0.02mol,生成氣體為氨氣0.02mol,加熱到400℃時固體剩余1.820g,固體質(zhì)量減少2.00g-1.820g=0.18g,NH4VO3_NH3↑+HVO3,2HVO3_2H2O+V2O5,結(jié)合反應(yīng)蒸餾變化分析

解答 解:I.(1)右槽溶液顏色逐漸由紫變綠V2+轉(zhuǎn)變?yōu)閂3+,發(fā)生氧化反應(yīng)為原電池負極,b為負極,當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍,其電極反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O,說明此時為原電池,且a為原電池的正極,
故答案為:負;VO2++2H++e-=VO2++H2O;
(2)放電過程中,電極反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O,氫離子的作用是充電時,參與正極反應(yīng),通過交換膜定向移動使溶液成電中性;左槽發(fā)生的反應(yīng)為VO2++H2O=VO2++2H++e-,當(dāng)轉(zhuǎn)移電子為0.5 mol電子時,生成氫離子為1mol,同時有0.5mol氫離子向右側(cè)移動,則左側(cè)氫離子變化量是0.5mol,
故答案為:0.5mol;
II.(3)氧化工序中,其它價態(tài)的釩全部氧化成VO2+,氯酸根離子被還原為氯離子,釩元素化合價+2價變化為+5價,電子轉(zhuǎn)移3e-,氯酸根離子中氯元素化合價+5價變化為-1價,電子轉(zhuǎn)移6e-,結(jié)合電子守恒和原子守恒,2V2++ClO3-+H2O=VO2++Cl-+2H+,
故答案為:2、H2O,2、2H+;
(4)氧化工序中,NaClO與NaClO3均可用作氧化劑,不選擇NaClO的理由是NaClO易變質(zhì),
故答案為:NaClO易變質(zhì);
(5)+5價釩在溶液中存在如下平衡:VO2++H2O?VO3-+2H+,加入NaOH和氫離子反應(yīng)促進平衡正向進行,
故答案為:使VO2++H2O?VO3-+2H+平衡正向進行;
(6)由已知NH4VO3難溶于水,沉釩工序中向NaVO3溶液中加入硫酸銨生成NH4VO3 沉淀和硫酸鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NaVO3+(NH42SO4=2NH4VO3↓+Na2SO4,
故答案為:2NaVO3+(NH42SO4=2NH4VO3↓+Na2SO4;
(7)空氣中煅燒偏釩酸銨發(fā)生反應(yīng)為:
NH4VO3_NH3↑+HVO3,
117               17           100
2HVO3_2H2O+V2O5,
200             36          182
結(jié)合圖象質(zhì)量變化可知加熱到100℃~200℃時,產(chǎn)生的一種氣體是NH3,加熱到400℃時,得到的固體產(chǎn)物是五氧化二釩,
故答案為:NH3;五氧化二釩;

點評 本題考查了物質(zhì)分離提純、原電池和電解池原理、圖象變化特征分析計算、物質(zhì)性質(zhì)等,掌握基礎(chǔ)是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

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7.在一定溫度下,冰醋酸加水稀釋過程中,溶液的導(dǎo)電能力如圖所示,請回答:
(1)“O”點導(dǎo)電能力為0的理由是冰醋酸中沒有自由離子;
(2)a、b、c三點溶液的pH由小到大的順序為b<a<c;
(3)a、b、c三點溶液中CH3COO-物質(zhì)的量最大的是c;
(4)若使c點溶液中c(CH3COO-)增大,溶液的pH也增大,可采取得措施是加NaOH(s)或加入活潑金屬(如鋅、鎂等)(寫出兩種方法):
(5)現(xiàn)有pH均為3的醋酸、硫酸兩瓶溶液:
a.設(shè)兩種溶液的物質(zhì)的量濃度依次為c1、c2,則其關(guān)系式c1>c2(用<,>,=表示,下同)
b.取相同體積的兩種酸分別加入等體積的蒸餾水后,再分別加入等量的鋅粉,反應(yīng)開始時放出氫氣的速率依次為v1、v2,則其關(guān)系式v1>v2

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4.下列有關(guān)氧化還原反應(yīng)的敘述中正確的是( �。�
A.有單質(zhì)參加或有單質(zhì)生成的反應(yīng)一定是氧化還原反應(yīng)
B.金屬單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中一定作還原劑
C.在氧化還原反應(yīng)中,氧化劑失電子化合價升高
D.在氧化還原反應(yīng)中,一種元素化合價升高,一定有另一種元素化合價降低

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11.下列關(guān)于乙烯的說法中錯誤的是( �。�
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B.乙烯生成聚乙烯的反應(yīng)是乙烯分子互相加成反應(yīng)
C.乙烯分子的空間構(gòu)型是正四面體
D.使用溴水或KMnO4 溶液,都可以鑒別乙烯和乙烷

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6.鈧及其化合物具有許多優(yōu)良的性能,在宇航、電子、超導(dǎo)等方面有著廣泛的應(yīng)用.從鈦白工業(yè)廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧(Sc2O3)的一種流程如圖:

回答下列問題:
(1)洗滌“油相”可除去大量的鈦離子.洗滌水是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成.混合的實驗操作是將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入 H2O2中,并不斷攪拌.
(2)先加入氨水調(diào)節(jié)pH=3,過濾,濾渣主要成分是Fe(OH)3 ;再向濾液中加入氨水調(diào)節(jié)pH=6,濾液中 Sc3+的濃度為9.0×10-7mol•L-l.[25℃時,Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31]
(3)用草酸“沉鈧”.25℃時pH=2的草酸溶液中cC2O24cH2C2O4=2.7×10-2.寫出“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式2Sc3++3H2C2O4=Sc2(C2O43↓+6H+.[25℃時,草酸電離平衡常數(shù)為K1=5.0×10-2,K2=5.4×10-5]
(4)草酸鈧“灼燒”氧化的化學(xué)方程式為2Sc2(C2O43+3O2 _2Sc2O3+12CO2
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A.根據(jù)圖示可以判斷該電池處于充電狀態(tài)
B.在放電狀態(tài)時,a是正極,充電時a是陽極
C.該電池中a、b極都可以接觸水溶液
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(1)A的分子式為C4H6O2
(2)若A分子具有支鏈,則A的結(jié)構(gòu)簡式為;其與NaHCO3溶液反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

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18.化學(xué)方程式是世界通用的化學(xué)語言,正確的化學(xué)方程式是( �。�
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