题目内容
【题目】氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图，该电池电极表面镀一层细小的铂粉，铂吸附气体的能力强，性质稳定。请回答：
（1）氢氧燃料电池的在导线中电流的方向为由______(用a、b表示)。
（2）负极反应式为______，正极反应式为___________。
（3）该电池工作时，H2和O2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。因此，大量安全储氢是关键技术之一。金属锂是一种重要的储氢材料，吸氢和放氢原理如下：
Ⅰ 2Li+H2
2LiH Ⅱ LiH+H2O=LiOH+H2↑
①反应Ⅰ中的还原剂是_________，反应Ⅱ中的氧化剂是_____。
②已知LiH固体密度为0.82g·cm-3，用锂吸收224 L(标准状况)H2，生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为______。
③由②生成的LiH与H2O作用，放出的H2用作电池燃料，若能量转化率为80%，则导线中通过电子的物质的量为___mol。
【答案】由b到a 2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O O2 + 2H2O + 4e-=4OH- Li H2O 
或8.71×10-4 32
【解析】
(1)原电池主要是将化学键转化为电能；氢气失去电子，为负极,氧气获得电子，为正极，电子由负极通过导线移向正极；
(2)负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水；
(3)①根据化合价的变化判断；②设LiH体积体积为vL，算出质量和物质的量，求出气体的体积；③根据实际参加反应的氢气以及电极反应式计算。
(1)燃料电池是原电池，是将化学能转化为电能的装置；氢气失去电子，为负极；氧气获得电子，为正极；电子由负极通过导线移向正极，即由a到b；
(2)负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水，电极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O或H2+2OH--2e-=2H2O。正极为氧气得到电子，由于电解质溶液为碱性，氧气得到电子和水生成OH-，方程式为O2 + 2H2O + 4e-=4OH-；
(3) 2Li+H2
2LiH，氢化锂中，Li的化合价为+1，则反应中锂失电子发生氧化反应，锂是还原剂。Ⅱ LiH+H2OLiOH+H2↑，该反应中H2O得电子生成氢气，发生还原反应，H2O是氧化剂；
②根据化学反应方程式，2n(H2)=n(LiH)，用锂吸收224 LH2，为10mol，则生成的LiH为20mol，其质量为20mol×(7＋1)=160g，
。生成的LiH体积与被吸收的H2体积比为195cm3:224L≈8.7×10－4。
③20molLiH可以生成20molH2，实际参加反应的H2为20mol%80%=16mol，1molH2转化为1molH2O，转移2mol电子，所以16molH2可转移32mol的电子。
【题目】(1)0.3 mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧，生成固态的三氧化二硼和液态水，放出649.5 kJ热量，其热化学方程式为____。
(2)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式为2NO＋2CO
2CO2＋N2，为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表：
时间/s | 0 | 1 | 2 |
c(NO)/ mol·L－1 | 1.00×10－3 | 4.50×10－4 | 2.50×10－4 |
c(CO)/mol·L－1 | 3.60×10－3 | 3.05×10－3 | 2.85×10－3 |
时间/s | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/ mol·L－1 | 1.50×10－4 | 1.00×10－4 | 1.00×10－4 |
c(CO)/ mol·L－1 | 2.75×10－3 | 2.70×10－3 | 2.70×10－3 |
请回答下列问题：
①前2s内的平均反应速率υ(N2)＝____；
②上述条件下，该反应的平衡常数为____；
③上述条件下，测得某时刻反应体系中各物质的物质的量浓度均为0.01 mol/L，则此时反应处于____状态。(填“平衡”或“向右进行”或“向左进行”)
(3)实验室常用0.10 mol/L KMnO4标准酸性溶液来测定H2C2O4样品的纯度(标准液滴待测液)，其反应原理为：5H2C2O4＋2MnO4－＋6H＋=10CO2↑＋2Mn2+＋8H2O。
①KMnO4标准液应装在____(填“酸式”或“碱式”)滴定管；
② 清水洗净滴定管后直接装入标准液，则测定结果会____；(填“偏大”或“偏小”或“不变”)
③ 滴定过程中发现一段时间后反应速率明显加快，除去温度的影响，你认为最有可能的原因是____。
【题目】Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料，可利用钛铁矿（主要成分为FeTiO3，还含有少量MgO、SiO2等杂质）来制备，工艺流程如下：
回答下列问题：
（1）“酸浸”实验中，铁的浸出率结果如下图所示。由图可知，当铁的净出率为70%时，所采用的实验条件为___________________。
（2）“酸浸”后，钛主要以TiOCl42－形式存在，写出相应反应的离子方程式__________________。
（3）TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40 min所得实验结果如下表所示：
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O转化率% | 92 | 95 | 97 | 93 | 88 |
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。
（4）Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，其中过氧键的数目为__________________。
（5）若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02 mol/L，加入双氧水和磷酸（设溶液体积增加1倍），使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5 mol/L，此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成？___________（列式计算）。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
（6）写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式______。
