题目内容
【题目】储量丰富成本低的新型电池系统引起了科学家的广泛关注。基于K+能够可逆地嵌入/脱嵌石墨电极,开发了基于钾离子电解液(KPF6)的新型双碳电池[碳微球(C)为正极材料,膨胀石墨(C*y)为负极材料],放电时总反应为:KxC*y+xC(PF6)=C*y+xK++xC+xPF6-,如图所示。下列叙述错误的是( )
A.放电时,K+在电解质中由A极向B极迁移并嵌入碳微球中
B.充电时,A极的电极反应式为C*y+xK++xe-=KxC*y
C.放电时,每转移0.1NA电子时,电解质增重18.4g
D.充放电过程中,PF6-在碳微球电极上可逆地嵌入/脱嵌
【答案】A
【解析】
放电时,B为碳微球(C)是正极,电极反应方程式为xC(PF6)+xe-=xC+xPF6-,A为膨胀石墨(C*y)是负极,负极电极反应方程式为KxC*y -xe-═C*y+xK+;充电时B为碳微球(C)是阳极,A为膨胀石墨(C*y)是阴极。
A.放电时为原电池反应,K+在电解质中由A极向B极迁移,但并未嵌入碳微球中,而是留在溶液中,故A错误;
B.充电时为电解池,A极为电解池的阴极,反应的电极反应式为C*y+xK++xe-═KxC*y,故B正确;
C.放电时,每转移0.1NA电子时,物质的量为0.1mol,电解质增重为0.1molKPF6,质量=0.1mol×184g/mol=18.4g,故C正确;
D.充放电过程中,阴离子移向阳极,PF6-在碳微球电极上可逆地嵌入/脱嵌,故D正确;
故选:A。
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【题目】二氧化氯(ClO2)广泛应用于纸浆漂白、杀菌消毒和水净化处理等领域。工业上利用甲醇还原NaClO3的方法制备ClO2,工艺流程如下:
已知:a.发生器中制备ClO2的反应:12NaClO3+8H2SO4+3CH3OH= 12ClO2↑+3HCOOH+4Na3H(SO4)2↓+9H2O
b.相关物质的熔沸点:
物质 | CH3OH | HCOOH | ClO2 |
熔点/℃ | -97 | 9 | -59 |
沸点/℃ | 65 | 101 | 11 |
(1)ClO2可用于纸浆漂白、杀菌消毒是因其具有______性。
(2)冷却塔用于分离ClO2并回收CH3OH,应控制的最佳温度为______(填字母)。
A.0~10℃ B.20~30℃ C.60~70℃
(3)经过程Ⅰ和过程Ⅱ可以获得芒硝(Na2SO4·10H2O)并使部分原料循环利用。
已知:Na2SO4·10H2O和Na2SO4的溶解度曲线如下图:
①Na3H(SO4)2处理器中获得芒硝时需加入NaClO3固体,从芒硝溶解平衡的角度解释其原因:______。
②结合Na2SO4·10H2O和Na2SO4的溶解度曲线,过程Ⅱ的操作是:在32.4℃恒温蒸发,______。
③Na3H(SO4)2处理器的滤液中可以循环利用的原料是NaClO3和______。
【题目】Cu、Zn及其化合物在生产、生活中有着重要作用。
(1)Cu、Zn在周期表中__区,焰色反应时Cu的4s电子会跃迁至4p轨道,写出Cu的激发态电子排布式_。
(2)分别向CuSO4、MgSO4溶液加氨水至过量,前者为深蓝色溶液,后者为白色沉淀。
①NH3与Cu2+形成配合物的能力大于Mg2+的原因是__。
②溶液中的水存在H3O+、H5O2+等微粒形式,H5O2+可看作是H3O+与H2O通过氢键形成的离子,则H5O2+的结构式是__。
(3)Zn的某种化合物M是很好的补锌剂,结构式如图:
①1molM含有的σ键的数目为__。
②常见含N的配体有H2NCH2COO-、NH3、N3-等,NH3的分子空间构型为__,N3-的中心N原子杂化方式为__。
③M在人体内吸收率高的原因可能是锌形成螯合物后,电荷__(填“变多”“变少”或“不变”),可在消化道内维持良好的稳定性。
(4)卤化锌的熔点如表:
卤化锌/ZnX2 | ZnF2 | ZnCl2 | ZnBr2 | ZnI2 |
熔点/℃ | 872 | 283 | 394 | 445 |
则ZnX2熔点如表变化的原因是__。
(5)Zn的某种硫化物的晶胞如图所示。已知晶体密度为dgcm-3,且S2-、Zn2+相切,则Zn2+与S2+的核间距为__nm(写计算表达式)。