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【题目】全钒电池以惰性材料作电极,在电解质溶液中发生的电池总反应为VO2+(蓝色)+H2O+V3+(绿色) VO2+(黄色)+V2+(紫色)+2H。下列说法错误的是

A. 充电时,反应每生成2 mol H时转移的电子的物质的量为1 mol

B. 充电时,阳极附近溶液由绿色逐渐变为紫色

C. 放电时,负极反应为V2+-e===V3+

D. 放电过程中,正极附近溶液的酸性减弱

【答案】B

【解析】

根据电池总反应和参加物质的化合价的变化可知,放电时,电池的负极上是VO2+(蓝色)发生失电子的氧化反应,正极上是V3+(紫色)发生得电子的还原反应,充电时,阳极发生失电子的氧化反应,为放电时的正极反应的逆反应,阴极发生得电子的还原反应,为放电时的负极反应的逆反应,根据原电池和电解池的工作原理知识来回答

A.充电时,阳极附近发生失电子的氧化反应,即VO2++H2O=VO2++2H++e-,反应每生成2molH+时电子转移为1mol,故A正确

B.充电时,阳极发生失电子的氧化反应,VO2++H2O-e-=VO2++2H+,溶液由蓝色逐渐变为黄色,故B错误

C.放电时,反应中V2+离子被氧化,应是电源的负极,负极发生失电子的氧化反应,即反应为V2+=V3++e-,故C正确.
D.放电过程中,正极附近发生反应:VO2++2H++e-=VO2++H2O,消耗氢离子,溶液的pH变大,酸性减弱,故D正确

故选B。

练习册系列答案
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【题目】硫单质及其化合物在化工生成等领域应用广泛。

(1)工业尾气中的SO2一直是环境污染的主要原因之一,工业上常采用如下方法降低尾气中的含硫量:

①方法1:燃煤中加入生石灰,将SO2转化为CaSO3,再氧化为CaSO4

已知:a. CaO(s)+CO2(g) =CaCO3(s) ΔH=-178.3kJ·mol-1

b.2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g) ΔH=-2762.2kJ·mol-1

c.2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=-2314.8kJ·mol-1

写出CaO(s)与SO2(g)反应生成CaSO3(s)的热化学方程式:____________________________

②方法2:用氢氧化钠溶液将SO2转化为NaHSO3,再氧化为 Na2SO4。实验测得NaHSO3溶液中= 1500,则溶液的pH为______________(已知:H2SO3的Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7)。

(2)煤制得的化工原料气中含有羰基硫(0=C=S),该物质可转化为H2S,反应为COS(g) +H2(g)H2S (g)+CO(g) ΔH>0。

①恒温恒容条件下,密闭容器中发生上述反应,下列事实不能说明反应达到平衡状态的是__________(填字母)。

a.COS的浓度保持不变 b.化学平衡常数不再改变

c.混合气体的密度不再改变 d.形成2molH-S键的同时形成1mol H-H键

②T1℃时,在恒容的密闭容器中,将一定量的CO和H2S混合加热并达到下列平衡:H2S(g)+ CO(g) COS(g)+H2(g),K=0.25,则该温度下反应COS(g)+H2(g)H2S(g)+ CO(g)的平衡常数K=__________。T1℃时,向容积为10 L的恒容密闭容器中充入1mol COS(g)和1molH2(g),达到平衡时COS的转化率为______________________

(3)过二硫酸(H2S2O8)是一种强氧化性酸,其结构式为

①在Ag+催化作用下,S2O82-能与Mn2+在水溶液中发生反应生成SO42-和MnO4-,1mol S2O82-能氧化的Mn2+的物质的量为_________mol。

②工业上可用惰性电极电解硫酸和硫酸铵混合溶液制备过二硫酸铵。则阳极的电极反应式为______________________

【题目】二氧化铈(CeO2)是一种重要的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为料制备 CeO2种工艺流程如下:

已知:Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,也能与SO42-结合成[CeSO4]2+

在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2 ]萃取,而Ce3+不能。

回答下列问题:

(1)氧化焙烧前需将矿石粉碎成细颗粒,其目的是_____________。

(2)酸浸中会产生大量黄绿色气体,写出CeO2与盐酸反应的离子方程式:____________;为避免产生上述污染,请提出一种解决方案:_____________。

(3)萃取时存在反应:Ce4+ +n(HA)2Ce·(H2n-4A2n)+4H+。实验室中萃取时用到的主要玻璃仪器名称为____________;下图中D时分配比,表示Ce()分别在有机层中与水层中存在形式的物质的量浓度之比()。保持其它条件不变,在起始料液中加入不同量的Na2SO4以改变水层中的c(SO42-),D随起始料液中c(SO42-)变化的原因:__________。

(4)反萃取中,在稀硫酸和H2O2的作用下CeO2转化为Ce3+。H2O2在该反应中作_________(填催化剂”“氧化剂还原剂),每有1molH2O2参加反应,转移电子的物质的量为__________。

(5)氧化步骤的化学方程式为_____________。

(6)取上述流程中得到的CeO2产品0.4500 g,加硫酸溶解后,用0.1000mol/LFeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还为Ce3+其他杂质均不反应),消耗25.00 mL标准溶液。该产品中CeO2质量分数为_________。

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