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【题目】三元电池成为2018年我国电动汽车的新能源,其电极材料可表示为,且x+y+z=1.充电时电池总反应为LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6,其电池工作原理如图所示,两极之间有一个允许特定的离子X通过的隔膜。下列说法正确的是

A. 允许离子X通过的隔膜属于阴离子交换膜

B. 充电时,A 为阴极,Li+被氧化

C. 可从无法充电的废旧电池的石墨电极中回收金属锂

D. 放电时,正极反应式为 Li1-aNixCoyMnzO2+aLi ++ae-= LiNixCoyMnzO2

【答案】D

【解析】A. 根据LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6可知,XLi+允许离子 Li+通过的隔膜属于阳离子交换膜,故A错误;B. 根据充电时电池总反应LiNixCoyMnzO2+6C(石墨)=Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6,A上发生C(石墨)→LiaC6的反应,是还原反应,A为阴极,Li+没有发生氧化还原反应,故B错误;C. 根据充电时电池总反应无法充电的废旧电池的石墨电极中没有锂元素,不能回收金属锂,故C错误;D. 放电时,总反应为Li1-aNixCoyMnzO2+LiaC6= LiNixCoyMnzO2+6C(石墨),正极发生还原反应,电极反应式为Li1-aNixCoyMnzO2+aLi++ae-= LiNixCoyMnzO2,故D正确;故选D。

练习册系列答案
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【题目】磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣,主要成分是CaSO4·2H2O。

⑴CaSO4·2H2O脱水反应相关的热化学方程式为:

CaSO4·2H2O(s)=CaSO4·H2O(s)+H2O(g) ΔH1=83.2 kJ·mol-1

CaSO4·2H2O(s)=CaSO4(s)+2H2O(l) ΔH2=26 kJ·mol-1

H2O (g)=H2O(l) ΔH3=-44 kJ·mol-1

则反应CaSO4·H2O(s)=CaSO4(s)+ H2O(g)的ΔH4_________kJ·mol-1

⑵用合适的还原剂可以将CaSO4还原,所得SO2可用于工业生产硫酸。

①以CO作还原剂,改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图1所示。在低于800 ℃时主要还原产物为___________;高于800 ℃时主要发生的反应的化学方程式为___________

②以高硫煤为还原剂焙烧2.5 小时,不同条件对硫酸钙转化率的影响如下图2所示。CaCl2的作用是___________;当温度高于1200 ℃时,无论有无CaCl2,CaSO4的转化率趋于相同,其原因是___________

③以C作还原剂,向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO4的物质的量之比)的混合物在1100 ℃加热,结果如上图3所示。当C/S值为0.5时,反应产物为CaO、SO2和CO2;当C/S值大于0.7时,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,其主要原因可能是___________

⑶利用反应CaSO4(s)+(NH4)2CO3(aq)CaCO3(s)+(NH4)2SO4(aq)可以将磷石膏转化为硫酸铵。若反应达到平衡后溶液中c(SO42-)=2.0 mol·L-1,此时溶液中c(CO32-)=___________。(已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(CaSO4)=3.2×10-6

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